超聲波液位計原理及安裝要求
超聲波液位計工作時,高頻脈沖聲波由換能器(探頭)發(fā)出,遇被測物體(水面)表面被反射,折回的反射回波被同一換能器(探頭)接收,轉(zhuǎn)換成電信號。脈沖發(fā)送和接收之間的時間(聲波的運動時間)與換能器到物體表面的距離成正比,聲波傳輸?shù)木嚯xS與聲速C和傳輸時間T之間的關(guān)系可以用公式表示:S= CⅩT/2
超聲波的基本性質(zhì)
聲波是一種傳遞信息的媒體,它與機械振動密切相關(guān),可以由物體的撞擊、運動所產(chǎn)生的機械振動以波的形式向外傳播。根據(jù)振動所產(chǎn)生波的頻率高低分為可聞聲波、次聲波和超聲波,高于 20KHz的聲波稱為超聲波。
超聲波具有類似光線的一些物理性質(zhì):
(1)超聲波的傳播類似于光線,遵循幾何光學(xué)的規(guī)律,具有反射、折射現(xiàn)象,也能聚焦,因此可以利用這些性質(zhì)進行測量、定位、探傷和加工處理等。在傳播中,超聲波的速度與聲波相同;
(2)超聲波的波長很短,與發(fā)射器、接收器的幾何尺寸相當,由發(fā)射器發(fā)射出來的超聲波不向四面八方發(fā)散,而成為方向性很強的波束,波長愈短方向性愈強,因此超聲用于探傷、水下探測,有很高的分辨能力,能分辨出非常微小的缺陷或物體;
(3)能夠產(chǎn)生窄的脈沖,為了提高探測精度和分辨率。要求探測信號的脈沖極窄,但是一般脈沖寬度是波長的幾倍(如要產(chǎn)生更窄的脈沖在技術(shù)上是有困難的),超聲波波長短,因此可以作為窄脈沖的信號發(fā)生器;
(4)功率大,超聲波能夠產(chǎn)生并傳遞強大的能量。聲波作用于物體時,物體的分子也要隨著運動,其振動頻率和作用的聲波頻率一樣,頻率越高,分子運動速度越快,物體獲得的能量正比于分子運動速度的平方。超聲頻率高,故可以給出大的功率。
超聲波液位計安裝要求:
換能器發(fā)射超聲波脈沖時,都有一定的發(fā)射開角。從換能器下緣到被測介質(zhì)表面之間,由發(fā)射的超聲波波束所輻射的區(qū)域內(nèi),不得有障礙物,因此安裝時應(yīng)盡可能避開罐內(nèi)設(shè)施,如:人梯、限位開關(guān)、加熱設(shè)備、支架等。 另外須注意超聲波波束不得與加料料流相交。
安裝儀表時還要注意:最高料位不得進入測量盲區(qū);儀表距罐壁必須保持一定的距離;儀表的安裝盡可能使換能器的發(fā)射方向與液面垂直.
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