德國(guó)E+H超聲波液位*的原理和應(yīng)用
E+H超聲波物位計(jì)也稱超聲波液位計(jì)，E+H超聲波水位計(jì)，E+H超聲波料位計(jì)。是一種優(yōu)良的非接觸的界面測(cè)量設(shè)備。適合石油、化工、自來(lái)水、污水處理、水利水文、鋼鐵、煤礦、電力、交通以及食品加工等行業(yè)。它安裝，操作簡(jiǎn)便，適用性廣，價(jià)格低廉。是一種物美價(jià)廉的物位物位、液位測(cè)量設(shè)備。
E+H超聲波物位計(jì)的原理：超聲波物位計(jì)安裝于容器上部，在電子單元的控制下，探頭向被測(cè)物體發(fā)射一束超聲波脈沖。聲波被物體表面反射，部分反射回波由探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。從超聲波發(fā)射到被重新被接收，其時(shí)間與探頭至被測(cè)物體的距離成正比。電子單元檢測(cè)該時(shí)間，并根據(jù)已知的聲速計(jì)算出被測(cè)距離。
  用探頭到罐底的距離-探頭到液位的距離= 實(shí)際液位或者物位高度。把液位高度轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號(hào)、1~5V電壓信號(hào)輸出?；蛘咄ㄟ^(guò)485通信，H a r t通信，G P R S通信傳輸?shù)娇刂浦行?。由于溫度?duì)聲速具有較大的影響，所以儀表應(yīng)測(cè)量環(huán)境溫度，已修正聲速。超聲物位計(jì)的測(cè)量原理。
德國(guó)E+H超聲波液位*運(yùn)用的系統(tǒng)框：
在系統(tǒng)運(yùn)用中，由超聲波物位計(jì)測(cè)量液位的高度并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送到控制中心?？刂浦行臋z測(cè)到儀表送來(lái)的液位信息，并根據(jù)液位的高度和實(shí)際需要來(lái)對(duì)加料或者減料進(jìn)行控制。
的主要的幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)
1、量程和盲區(qū)：量程和盲區(qū)是反映超聲物位計(jì)的兩個(gè)重要的指標(biāo)。量程代表的是這個(gè)物位計(jì)能測(cè)量的zui大范圍。反映的是換能器的靈敏度。也就是說(shuō)，量程越大，靈敏度越高。大部分廠家標(biāo)稱的量程都是針對(duì)平整液面來(lái)說(shuō)的，也就是說(shuō)實(shí)際測(cè)量的時(shí)候，液位波動(dòng)，表面有漂浮物，測(cè)量是固體料位，有粉塵，有蒸汽，都是有可能導(dǎo)致量程不能達(dá)到標(biāo)稱的值。比如50m量程的設(shè)備，如果測(cè)玉米的時(shí)候，實(shí)際只能測(cè)到2 0m。盲區(qū)是反映換能器好壞的重要指標(biāo)。盲區(qū)也成死區(qū)，超聲液位計(jì)測(cè)量不到的一段距離，它是由于超聲換能器的余震造成的。比如盲區(qū)3 0 c m，也就是說(shuō)，在液體更探頭的距離小于3 0 c m的時(shí)候，將會(huì)出現(xiàn)不能測(cè)量的情況。那么相同量程的產(chǎn)品，盲區(qū)越小，說(shuō)明這個(gè)換能器的設(shè)計(jì)越好。對(duì)一些密閉罐體或者短量程的測(cè)量來(lái)說(shuō) ，安裝會(huì)越方便。因此盲區(qū)成為相同量程產(chǎn)品衡量換能器做得好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。
2、溫度和精度。
溫度范圍大部分標(biāo)稱是-2 0 ~6 0℃這個(gè)范圍。因?yàn)榇蟛糠钟靡壕э@示的物位計(jì)，液晶屏的工作溫度只能在這個(gè)范圍，超出這個(gè)范圍，液晶顯示都會(huì)出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象。如果不考慮液晶顯示的限制，一般都可以做到-4 0~8 0℃的范圍。壓電陶瓷有個(gè)居里溫度約300度。居里溫度的一般是安全溫度，所以一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過(guò)150度。當(dāng)超過(guò)150℃溫度的時(shí)候，很容易對(duì)里面的壓電陶瓷損壞。因此150度可以看成是一個(gè)破壞溫度。另外超聲波換能器制造過(guò)程用的部分材料，不能在1 0 0℃以上的溫度長(zhǎng)時(shí)間工作。大部分換能器的極限溫度是1 0 0℃ 。
為什么把精度和溫度放在一起考慮，因?yàn)樵诳諝庵校瑴囟葴y(cè)量誤差1℃，對(duì)聲速的影響是0.6m/S,20℃，1個(gè)大氣壓下聲速約為340m/S。因此可以算出，對(duì)測(cè)量誤差的影響是0.17%，也就是說(shuō)，如果溫度測(cè)量誤差3℃，物位測(cè)量誤差就超過(guò)大部分廠家0.5%的標(biāo)稱范圍。因此實(shí)際0.5%的精度針對(duì)的是常溫常壓下的。對(duì)偏高和偏低的溫度，都有可能導(dǎo)致測(cè)量精度超過(guò)0.5%的情況。有溫度梯度，溫度變化快的場(chǎng)合，測(cè)量誤差也會(huì)因此增大。另外對(duì)測(cè)量精度影響zui大的是氣體成份。也就是說(shuō)在一些揮發(fā)性液體的場(chǎng)合，因?yàn)橐后w的揮發(fā)導(dǎo)致空氣成分變化，接著導(dǎo)致氣體聲速變化引起的測(cè)量誤差。
E+H超聲波液位計(jì)安裝方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)耐用。E+H超聲波液位計(jì)的工作原理是通過(guò)一個(gè)可以發(fā)射能量波（一般為脈沖信號(hào)）的裝置發(fā)射能量波，能量波遇到障礙物反射，由一個(gè)接收裝置接收反射信號(hào)。根據(jù)測(cè)量能量波運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間差來(lái)確定液(物)位變化情況。由電子裝置對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理，zui終轉(zhuǎn)化成與液位相關(guān)的電信號(hào)。
    一次探頭向被測(cè)介質(zhì)表面發(fā)射超聲波脈沖信號(hào)，超聲波在傳輸過(guò)程中遇到被測(cè)介質(zhì)（障礙物）后反射，反射回來(lái)的超聲波信號(hào)通過(guò)電子模塊檢測(cè)，通過(guò)軟件加以處理，分析發(fā)射超聲波和回波的時(shí)間差，結(jié)合超聲波的傳播速度，可以精確計(jì)算出超聲波傳播的路程，進(jìn)而可以反映出液位的情況。
    E+H超聲波液位計(jì)工作原理
    用靜壓測(cè)量原理：
    當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力公式為：Ρ = ρ .g.H + Po式中：
    P ：變送器迎液面所受壓力
    ρ：被測(cè)液體密度
    g ：當(dāng)?shù)刂亓铀俣?br />    Po ：液面上大氣壓
    H ：變送器投入液體的深度
    同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，使傳感器測(cè)得壓力為：ρ .g.H ，顯然 , 通過(guò)測(cè)取壓力 P ，可以得到液位深度。
   使用E+H超聲波液位計(jì)注意事項(xiàng)
    1.平面狀態(tài)：比如液體、移動(dòng)平面可以是鋼板、塑料、紙制品、木制品、玻璃制品等等。在安裝垂直度好的情況下，發(fā)射效率zui高，即收到的回波數(shù)量zui多，應(yīng)用zui廣。
    2.固定形狀：比如圓柱狀的罐、瓶、人體、運(yùn)功的小車等等。反射效率其次，所以對(duì)安裝要求比較高，應(yīng)用較多。
    3.顆?；蛘邏K狀的物體：比如礦物、粒子或塊狀的煤碳、焦炭、塑料粒子等等。由于有漫反射的存在，所以收到的回波zui少，故回波效率zui低，安裝要求zui高。
    4.由于以下物質(zhì)的揮發(fā)氣體或揚(yáng)塵的吸聲能力特強(qiáng)，所以一般情況下不可以應(yīng)用。比如：發(fā)煙硫酸硝酸、儲(chǔ)存罐中的水泥、石灰、液體表面有大量的泡沫等等。又比如：到達(dá)換能器探頭的溫度在60℃以上或儲(chǔ)存罐的壓力≥0.4Mpa時(shí)不可以應(yīng)用。（如果應(yīng)用在帶溫帶壓的儲(chǔ)存罐，訂貨時(shí)必須說(shuō)明）
    5.如果您將本儀表應(yīng)用在比如：鹽酸、不發(fā)煙硫酸及其他腐蝕性很強(qiáng)的液位的測(cè)量，請(qǐng)您選用防腐型液位計(jì)。
    E+H超聲波液位計(jì)性能優(yōu)點(diǎn)：
    其機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)過(guò)載及腐蝕性介質(zhì)具有高抵抗性高精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定的陶瓷電容和進(jìn)口擴(kuò)散硅測(cè)量單元密封的電子模塊及雙濾波壓力補(bǔ)償系統(tǒng)可抵抗氣候現(xiàn)場(chǎng)變化的影響電子模塊可輸出4...20mA信號(hào)并同時(shí)帶有過(guò)壓保護(hù)的模塊選擇集成的溫度傳感器Pt100可同時(shí)進(jìn)行物位及溫度的測(cè)量相應(yīng)的附件可提供完整的測(cè)量方案浮球液位變送器廣泛使用于煉油、化工、造紙、食品、及污水處理等行業(yè)。能對(duì)開口、密閉容器或地下池槽里的介質(zhì)液位在儀表控制室內(nèi)進(jìn)行顯示、報(bào)警和控制。被檢測(cè)的介質(zhì)可為水、油、酸、堿、工業(yè)污水等導(dǎo)電及非導(dǎo)電液體，并能克服液體的泡沫所造成的假液位的影響。