外贴式超声波液位计

一、概述

外贴式超声波液位计(&开关) 在国外已经应用多年，在中国也已于1999年就由中国科学院陈海坤课题组研制出来。该装置主要用于石油、化工、核工业等领域才能显示其必要性、实用性和性价比，但由于造价较传感器介入式超声波物位仪高，加之石油、液化燃气、化学试剂等液体介质有“加热”等时令维护工艺过程，使得仪器的适应和抗干扰性都会遇到问题。例如、将超声波传感器贴装于原油罐的外侧，当其用蒸汽连续加热一段时间后后、止加热，蒸汽即变成冷凝水；倘若再恢复加热，泠凝水将遇热产生爆裂过程，滋生出强烈的声干扰信号，加之现场较强的电磁干扰，这些都会叠加在一次、二次回波信号上，使仪器产生误动作。还有，罐表层生锈、脱层，罐体材质不同，大型罐体介质的温度是梯度分布，液体中气泡、漂浮物的不可靠性，不同种类的介质声速各异，都给仪器的数学模型建立、软件算法库的完善带来挑战，应用工况也有所局限；从而让外贴式超声波液位计，与介入式超声波液位计性价比差距拉大。综上诸多原因，使得外贴形式超声波液位计普及较慢。

  我公司于2005年开始研制外贴式超声波液位计，并根据外置声波辐射原理做出了第一只自吸式超声换能器，但由于当时市场需求不多，又忙于其他产品研发而搁下。直至2011年应南阳油田和8027厂的要求才重续项目，做出成品。虽然这对于从事超声物位生产企业而言，只是个应用拓展，远算不上发明创造，但、为适应现场应用中不同工况出现的问题，声波伺服软件与电路硬件的改进也来回逾百次。由于传感器采用了外贴安装、与被测液体不接触就可在罐外连续测量液位，对罐体不开孔、安装不停产、不破坏原有罐体结构。特别适合那些密闭容器内装有各种有毒介质﹑强酸﹑强碱、高压液化气体及其它各种纯净液体的液位进行精确测量，若选用隔爆设计的产品，还可应用在易燃易爆的场合中。

二、工作原理

  外置式超声波液位计与介入式超声液位计一样，都是采用了超声回波的声时测距原理，不同的是从传感器辐射面发出的机械波，穿过管壁后再度越罐中液体介质，至液面反射后回来，声波经历了单程二次度越，使得其模拟和数字信号处理技术有所不同且更为复杂。RISEN_WT外置超声液位计系兆易科技公司独立研发的专用声波处理软件和伺服电路，从超声波外贴式换能器的结构、数学模型的建立到信号处理软硬件，都具有独立的知识产权。通常情况下，外贴式超声液位计的安装更为方便，钢质液罐只需将带有磁铁的传感器吸附在罐外表的底部适当的位置（耦合剂的使用、装贴位置选择见随仪器配送的安装提示）即可实施罐内液位检测 。其信号输出与介入式液位计一样，诸如工业中抗干扰的电流环4-20mA,0-20mA,模拟电压0/1-5V,0/1-10V,数据通讯RS232C,RS485等非常丰富。方便用户根据自己的PLC可编程控制器、数字仪表、计算机、铁电存储器等，选用相应的输出信号与上位设备接口，进入用户的主系统。

三、技术参数

检测量程：1m、3m、5m、10m、20m、30m

显 示分辨率：1mm，1cm

测量误差：1～5‰（罐壁材料、厚度、介质洁净度、压力、温度不稳可能影响精度）

显    示：LCD液晶屏（段式多信息LCD/LCMS/LCML）

供    电：24V DC±15%, 5～10W

出 线 形 式：四线制（电源线2根、信号线2根）

模 拟 输 出：默认4～20mA，最大负载 500Ω～750Ω（其它模拟量订货时选择）

通 讯 接 口：RS-485

外       壳：铸铝、塑料（据工况选择）

防 护 等 级：IP65

主机环境温度：-20℃～+70℃

探头环境温度：-40℃～+100℃ （长期工作在50度以上，会使探头寿命降低）

湿    度：15%～100% RH （低于-20℃时，建议增加保温措施）

介质要求：液体中无结晶物，无沉淀物，无密集气泡，无大量悬浮固体，；

介质粘度：动力粘度≮10mPas；动力粘度≯30mPas；

动力粘度10mPas～30mPas 会使量程减小；

容器材质：容器壁最好是硬质材料制成，容器壁的内外表面应平整。如：不锈钢、碳钢、其他硬金属、树脂、硬塑料、玻璃钢、玻璃、硬橡胶、陶瓷等材料。

壁    厚：   1-30mm、2～70mm

罐    型：   立式罐、卧罐、球罐、槽罐、等