1、超聲波液位計測量原理 超聲波液位計是運用聲波在不同介質(zhì)中傳播時的衰減、 穿透能力和聲阻抗不同的性質(zhì)， 在被測介質(zhì)界面上產(chǎn)生反射和折射的原理工作的， 反射回波被探頭接收并轉(zhuǎn)換成電信號， 所測距離與傳播時間成正比， 測量原理圖如圖1所示。 探頭與介質(zhì)液面間距離D 和聲波傳輸時間t的關(guān)系為： D = c· t/2； 介質(zhì)液位： L= E-D = E-c· t/2。 2、超聲波液位計技術(shù)特點 （1） 非接觸式測量。 超聲波換能器安裝在介質(zhì)上方， 不與被測介質(zhì)接觸， 可對腐蝕性、 粘稠或有毒液體進行測量， 免維護， 使用周期長。 （2） 適應性強， 應用范圍廣 ， 不受介質(zhì)密度、 介電常數(shù)、 導電性的影響， 通用性好。 （3） 無機械可動部位， 無磨損， 安裝拆卸方便，換能器內(nèi)壓電元件以聲頻振動， 振幅小， 穩(wěn)定性強，壽命長。 （4） 具有價格優(yōu)勢， 常溫常壓下， 超聲波液位計是物料液位測量的選擇。 3、 超聲波液位計的選型 （1） 量程的選擇： 根據(jù)實際量程選擇相應的液位計， 若被測介質(zhì)波動劇烈， 應選擇大一級別量程的型號。 此外， 需注意液位計盲區(qū)， 被測介質(zhì)的液位應避免處于超聲波液位計盲區(qū)內(nèi)。 （2） 接線形式的選擇： 根據(jù)工作方式的不同分為兩線制、 四線制， 兩線制超聲波液位計其供電（D C24V） 與信號輸出 （4~20m A） 共用一個回路。 四線制超聲波液位計其供電 （D C24V或AC220V）與信號輸出 （4~20m A） 回路分離， 優(yōu)勢是發(fā)射功率大， 同時能夠提供高、 低位繼電器輸出， 增加可選功能。 （3） 探頭的選擇： 根據(jù)被測介質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的探頭， 如腐蝕性介質(zhì)應選用防腐探頭。 （4） 一體式或分體式的選擇： 正常情況下一般選用一體式液位計； 如需要繼電器開關(guān)輸出來控制其他電器機構(gòu)， 需要在第二現(xiàn)場顯示則選擇分體式。 1、導波雷達液位計測量原理 導波雷達液位計結(jié)合時域反射原理 （TD R） 、等效時間采樣和現(xiàn)代的功率回路技術(shù)， 發(fā)射高頻電磁脈沖沿導波桿傳播， 遇到被測物料表面后， 反射形成回波并由天線接收， 由超高速計時電路測量出電磁脈沖波的傳播時間， 根據(jù)TO F （Tim e ofFlight行程時間） 原理， 計算出被測介質(zhì)的液位，屬于接觸式測量方式。 液位計主要包括電子表頭和導波桿2個部分。 測量原理圖如圖3所示。 介質(zhì)液位L= E- （c· t/2） 。 其中， c為電磁波速度； t為電磁波從發(fā)射到回收經(jīng)歷的時間。 高頻電磁波到達物料表面形成回波后， 信號會減弱， 信號強度與物料的介電常數(shù)以及導電性成正比， 介電常數(shù)越大、 導電性越好， 回波信號越強。 回波信號是影響導波雷達液位計測量準確性的一個重要因素。 一些品牌的產(chǎn)品， 采取底部回波檢測技術(shù)來不失波， 并采取一些誤差補償措施如氣相誤差補償?shù)龋?提高測量精度。 2、導波雷達液位計技術(shù)特點 導波雷達液位計主要具有以下優(yōu)點： （1） 導波雷達液位計的電磁波沿導體傳播， 衰減程度小， 能耗低， 且脈沖信號能量集中， 不擴散，抗干擾能力強， 測量準確。 （2） 適用于較低介電常數(shù)介質(zhì)的液位測量， 介電常數(shù)的大小只影響回波幅度大小， 不影響測量結(jié)果。 （3） 霧氣、 泡沫等引起的散雜信號對測量無影響。 對于有明顯的揮發(fā)性氣體、 泡沫、 液位波動、 掛壁和結(jié)垢、 鼓泡或沸騰、 超低液位、 介電常數(shù)或比重變化的介質(zhì)場合， 均能有效進行測量。 （4） 可用于介電常數(shù)相差很大的兩種液體界面的測量， 如油、 水界面。 （5） 測量不受介質(zhì)密度、 導電率和溫度的影響， 適用于高3、導波雷達液位計的選型 導波雷達液位計探頭的配置決定了一些基本性能， 不同的探頭適用不同的測量對象， 因此選型時探頭的選擇十分重要。 根據(jù)探頭結(jié)構(gòu)的不同可分為3種類型： 同軸桿式、 雙桿式和單桿式探頭。 （1） 同軸桿式探頭： 應用廣泛的探頭型式，適用于清潔的低粘度液體， 被測介質(zhì)介電常數(shù)ε可低至1. 4， 并且可耐高溫高壓， 是所有導波桿中性能好的。 但由于其敏感的 “封閉” 電磁場設計， 使同軸式探頭在掛料和結(jié)垢的應用場合容易產(chǎn)生測量誤差， 因此不適用于掛料和結(jié)垢、 泡沫場合介質(zhì)液（料） 位測量。 （2） 雙桿式探頭： 桿為硬桿或鋼纜。 適用于粘度較大且有少量掛料的工況， 可測量液體或散狀固體。 其平行的導體設計方案不如同軸式設計方案靈敏度高， 被測介質(zhì)介電常數(shù)須ε＞2. 0。 “開放” 的電磁場設計能夠更的測量易掛料和結(jié)垢的介質(zhì)，膜狀的掛料對變送器的性能影響較小。 但在兩桿之間物料搭橋或在隔離件上結(jié)垢， 都會導致測量的反常， 應避免。 并且向外擴散的電磁場使對靠近它的物體的近場效應更加敏感。 （3） 單桿式探頭： 桿為硬桿或鋼纜。 結(jié)構(gòu)的探頭， 是3種探頭型式中信號傳輸效率較低的一種， 被測介質(zhì)介電常數(shù)須ε＞10。 是 “開放” 的電磁場設計， 能忽視掛料和結(jié)垢， 也是受物體接近程度影響的探頭。 適用于粘度較大、 泡沫、 掛料和結(jié)垢的工況， 可測量液體或散狀固體。