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超聲波液位計廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中各種非接觸連續(xù)性液位測量,在使用前需經(jīng)過液位計檢定裝置檢定合格。但超聲波液位計的測量精度極易受到溫度、濕度、粉塵、被測物液體的化學成分等多方面因素的影響。本文就以安裝于室外的超聲波液位計為例,談談陽光照射對測量精度的影響和應對方法。
根據(jù)超聲波液位計的工作原理可知,在介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一定的情況下,超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個常數(shù)。因此,當測出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時間,則可換算出超聲波通過的路程,即得到了液位的數(shù)據(jù)。
用探頭到罐底的距離-探頭到液位的距離=實際液位或者物位高度。
把液位高度轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號、1~5V電壓信號輸出?;蛘咄ㄟ^485通信,Hart通信,GPRS通信傳輸?shù)娇刂浦行摹?/span>
把精度和溫度放在一起考慮是因為在空氣中,溫度測量誤差1℃,對聲速的影響是0.6m/S,20℃,1個大氣壓下聲速約為340m/S。因此可以算出,對測量誤差的影響是0.17%,也就是說,如果溫度測量誤差3℃,物位測量誤差就超過大部分廠家0.5%的標稱范圍。因此實際0.5%的精度針對的是常溫常壓下的。對偏高和偏低的溫度,都有可能導致測量精度超過0.5%的情況。有溫度梯度,溫度變化快的場合,測量誤差也會因此增大。正是由于溫度對聲速具有較大的影響,所以在設計超聲波換能器的時候,會在探頭里嵌入一個溫度傳感器,以測量環(huán)境的溫度,并采用溫度補償法來提高系統(tǒng)測量的精度。
當超聲波液位計安裝于室外,尤其是在陽光照射的情況下,依然會出現(xiàn)測量不準、精度下降的情況。究其原因是因為溫度傳感器作為探頭的一部分被保護材料密閉的封裝在探頭里,加之這種保護材料導熱性較低,易致探頭的溫度無法隨環(huán)境溫度實時變化。如果超聲波液位計被安裝在無遮擋、陽光照射的戶外,其探頭在長時間的陽光照射下,其溫度會持續(xù)升溫,比環(huán)境的溫度要高很多。而是安裝在探頭里面的溫度傳感器,其探測到的溫度實際上是探頭當時的溫度,而并不是環(huán)境的溫度。正是由于探頭溫度與實際環(huán)境溫度的較大差異,從而造成了超聲波液位計測量不準、精度下降的問題。
為了避免由于陽光照射對安裝在室外的超聲波液位計的測量精度造成的影響,計為自動化采用了給超聲波液位計加裝遮陽防護罩的應對方法。之所以采用遮陽防護罩這種方法,是因為該方法具有以下優(yōu)點:
(1)可以避免因陽光照射引起的溫度變化所導致的測量不準、精度下降的問題;
(2)可以避免長時間照射引起的老化問題,使超聲波液位計的探頭免受損壞,保證儀表正常工作;
(3)遇到雨水天氣,可以使得超聲波液位計免受雨水的滲漏,避免儀表受損。
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