超声波液位计的工作原理和使用要点.pdfVIP

随着电子技术和数字技术的不断发展，超声波液位计也取得了长足的进步。

它们具有精度高、非接触、干扰因素少、价格低廉、使用方便的优点，在石油、

化工、农田水利等领域应用广泛，尤其是在水处理和自控系统中起着至关重要的

作用。

为更好地认识和使用超声波液位计，本文谈一谈超声波液位计的工作原理和使用

要点。

计为Uson系列超声波液位计

一、超声波液位计的工作原理

超声波液位计由传感器（探头）和变送器组成。传感器受电激励后向被测介质发

出一个超声波脉冲，该脉冲穿过空气到达介质表面后被反射回来，部分反射的回

波被同一传感器（此时作为接收器）接收，并转换成电信号。变送器的电子检测

系统检测到该信号后，将其转变为液位信号进行显示。同时，将液位信号转变为

4～20mA电流信号传送给上位机（PLC）参与过程控制。超声波脉冲以声速传播，

从发射到接收所用的时间，即脉冲的传输时间t与传感器到介质表面的距离S成

正比。

距离S根据声速C和传输时间t得出下列公式：

S=C×t/2（在空气的正常条件下，声速为C=340m/s）

超声波液位计的工作原理图

由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得在传感器较近的小段区域内反射波与

发射波重迭，传感器无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲

区的大小与超声波液位计的型号有关。最大的测量范围取决于空气对超声波的衰

减以及脉冲从介质表面反射的强度。

通过传感器发射并接收超声波可测得传感器到液面的高度S，只要将传感器到构

筑物底部的距离L输入到变送器的矩阵内，即可测得介质的液位高度d=L-S。测

量的精度可达毫米。使用时可将被测介质的液位上、下限输入到变送器矩阵内，

以便及时输出上、下限报警。

计为超声波液位计的现场应用图

二、超声波液位计的使用要点

1．调节好超声波传感器距液面的高度。过远，探头接收的信号太弱；过近，进

入探头盲区，无法分辨。

2．保证探头表面垂直正对被测液面。同时，保证探头发射的超声波波束所辐射

的区域内不得有障碍物，应避开罐内人梯、限位开关、管道等。正常情况下，变

送器的二极管会闪烁，接收到回波时，传感器附近也能听到哒哒声。

3．超声波的抗电磁干扰性能不强，附近的用电设备易对它造成影响。信号线应

有独立的穿线管，远离动力线和照明线。保证信号屏蔽良好，穿线管应使用导电

钢管，屏蔽层采用单点接地，避免回路的电位差干扰仪表。

4．为防止信号线接触不良，在信号线中间尽量不留接头，接线端子压接处不能

有任何松动，不然接触电阻将较大。必须有接头则需焊接，减少隐患。

5．信号线尤其是接头处受潮，也会造成信号紊乱，所以应保持信号线的干燥。

当信号线须走缆沟时，需在缆沟支架上敷设。