超聲波液位計(jì)測(cè)量的阻尼時(shí)間及其應(yīng)用

超聲波液位計(jì)是一款采用無接觸測(cè)量技術(shù)，能穩(wěn)定可靠地應(yīng)用于各種敞開式槽池中的連續(xù)性液位測(cè)量?jī)x表。由于易于安裝、便于維護(hù)，被廣泛應(yīng)用于污水、廢水槽池和水利水文的液位測(cè)量。

對(duì)于開放性槽池和波動(dòng)不大的液位，超聲波液位計(jì)都能實(shí)現(xiàn)可靠測(cè)量。但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際液位測(cè)量時(shí)，我們往往要面臨各種復(fù)雜工況，比如帶有攪拌的液位，其液面會(huì)翻滾或有較大波動(dòng)；還有人咨詢超聲波液位計(jì)是否可以安裝在油罐車?yán)餃y(cè)量里面的油位高度等等。

污水站

為了更好地認(rèn)識(shí)超聲波液位計(jì)，讓我們先了解超聲波液位計(jì)的工作原理。超聲波液位計(jì)的探頭（換能器）發(fā)出一串高頻的超聲波脈沖，當(dāng)遇到被測(cè)液位表面時(shí)，該聲波就被反射回來，部分反射回波被探頭（換能器）接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。從超聲波發(fā)出到被反射和被接收，中間需要傳播（也有叫“飛行”）時(shí)間。超聲波液位計(jì)其實(shí)就是利用聲波發(fā)出與接收的傳播時(shí)間差，以及聲波在空氣中傳播的速度來計(jì)算液面高度的。從聲波發(fā)出到接收的時(shí)間差和空氣中的傳播速度來計(jì)算液位高度的過程中，為了實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，需要通過重復(fù)采樣、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)有效性判斷等處理過程，一般測(cè)量結(jié)果在2秒內(nèi)輸出。另外，數(shù)據(jù)取樣還存在時(shí)間分辨率。這樣測(cè)量結(jié)果的輸出相對(duì)實(shí)時(shí)液位存在時(shí)間滯后，我們把這種滯后定義為超聲波液位計(jì)測(cè)量的阻尼時(shí)間。一般地，超聲波液位計(jì)可以通過選擇測(cè)量工況類別，來設(shè)置數(shù)據(jù)采樣時(shí)間、數(shù)據(jù)平均時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)阻尼時(shí)間與實(shí)際工況的最佳匹配，有效提高現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性。

計(jì)為隔爆型超聲波液位計(jì)

從超聲波液位計(jì)的工作原理來看，其最適合應(yīng)用于敞開式的環(huán)境或者敞開的容器中，在某些密閉的容器中，如果介質(zhì)不會(huì)揮發(fā)，只要壓力和溫度與室外常溫接近也是可以使用的。

對(duì)存在翻滾波動(dòng)的液面，超聲波液位計(jì)測(cè)量的是一段時(shí)間內(nèi)的平均值，而且這個(gè)平均值與實(shí)際實(shí)時(shí)平均值存在滯后時(shí)間，大約1-2秒鐘。因此，對(duì)翻滾波動(dòng)的液面測(cè)量應(yīng)用時(shí)，首先要對(duì)液面翻滾和波動(dòng)的幅度大小，并綜合液位上下變化快慢，根據(jù)超聲波液位計(jì)測(cè)量的原理做個(gè)測(cè)量可靠性和可行性評(píng)估，有必要時(shí)還得進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，根據(jù)評(píng)估和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來設(shè)定超聲波液位計(jì)工況類別，甚至重新設(shè)置時(shí)間、采樣和數(shù)據(jù)分析的方式等，來實(shí)現(xiàn)阻尼時(shí)間與實(shí)際工況的匹配，從而提高測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性。

四川有一用戶為便于了解其油罐車?yán)锏膶?shí)時(shí)液位，曾在其油罐車上加裝其他廠商的超聲波液位計(jì)，但實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)、誤差較大的情況，其迫切希望尋找更好的超聲波液位計(jì)以實(shí)現(xiàn)液位的準(zhǔn)確測(cè)量。

油罐車

在該客戶與計(jì)為工程師取得聯(lián)系后，我們了解到該油罐車?yán)锏挠蜑槌爻?，油罐車在行駛過程中，液面會(huì)因路面平整性發(fā)生強(qiáng)度不一的波動(dòng)，對(duì)于探頭****和信號(hào)回波的處理都有非常獨(dú)特的要求，這對(duì)超聲波液位計(jì)來說無疑是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，對(duì)沒有經(jīng)過工況評(píng)估后再科學(xué)設(shè)置的普通超聲波液位計(jì)顯然無法適應(yīng)這一工況。

市面上不少廠家都有生產(chǎn)超聲波液位計(jì)，表面看大同小異，但是仔細(xì)比對(duì)技術(shù)參數(shù)會(huì)發(fā)現(xiàn)，品質(zhì)確實(shí)差異很大，這也直接導(dǎo)致其抗干擾能力和測(cè)量準(zhǔn)確性有很大差別。

相比其他超聲波液位計(jì)，計(jì)為超聲波液位計(jì)具有如下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

1．有5米、10米、15米三種量程可選擇，能夠用于工業(yè)環(huán)境的液位測(cè)量；

2．非接觸式連續(xù)測(cè)量，帶溫度補(bǔ)償，精度高，產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)，最大限度降低維護(hù)成本；

3．具有RS-485通訊接口，可實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便高效；

4．采用特殊回波處理方式，有效避免虛假回波；

5．通過CE和防爆認(rèn)證，防爆等級(jí)高（Ex d IIC T6 Gb），一體式整機(jī)防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP66/IP67，分體式探頭防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP68；

6．PVDF材質(zhì)探頭可保證儀表在腐蝕性液體或者腐蝕性環(huán)境中仍可靠測(cè)量；

7．性價(jià)比高，維護(hù)成本低；

8．EMC設(shè)計(jì)符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標(biāo)準(zhǔn)–EFT（群脈沖A級(jí)性能）、ESD（靜電釋放A級(jí)性能）和浪涌的法規(guī)要求；

9．中英文菜單可任意切換，操作便捷。

計(jì)為超聲波液位計(jì)（隔爆型）批量出貨

計(jì)為超聲波液位計(jì)產(chǎn)品性能及信號(hào)處理方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別是抗干擾能力強(qiáng)，完全能夠勝任于強(qiáng)干擾復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，是客戶用于替代之前品牌的理想選擇。