什么是超聲波液位計?
超聲波液位計是一種利用超聲波反射原理實現非接觸式液位測量的儀器,通過發射超聲波并接收其從液體表面反射的回波,計算聲波傳播時間來換算出液位高度。它廣泛應用于各種液體(如水、油、化學溶劑等)的液位監測,具有安裝方便、不接觸被測介質、適應多種工況等特點。
一、核心工作原理
發射與接收:液位計的探頭(換能器)向液體表面發射高頻超聲波信號(通常為 20kHz-200kHz),信號到達液面后被反射回來,再由探頭接收反射回波。
時間計算:儀器內置的處理器記錄超聲波從發射到接收的時間(往返時間),結合超聲波在空氣中的傳播速度(約 340m/s,受溫度影響,部分型號會自動溫度補償),通過公式計算探頭到液面的垂直距離:距離=2傳播速度×往返時間
液位換算:已知探頭安裝高度(距容器底部的距離),用安裝高度減去上述計算的 “探頭到液面距離",即可得到實際液位高度。
二、基本組成結構
探頭(換能器):核心部件,負責發射和接收超聲波,材質多為 ABS 塑料、不銹鋼或聚四氟乙烯(根據工況選擇,如耐腐蝕場景用聚四氟乙烯)。
主機(控制器):包含電路模塊、處理器和顯示屏,用于處理信號、計算液位,并顯示測量值(部分型號帶按鍵用于參數設置)。
線纜:連接探頭與主機,傳輸電信號(部分一體式機型無單獨線纜)。
三、主要特點
非接觸測量:探頭不與被測液體直接接觸,避免了介質腐蝕、粘稠物附著、堵塞等問題,尤其適合臟污、腐蝕性或衛生要求高的液體(如污水、食品原料)。
安裝便捷:通常通過支架固定在容器頂部,無需開孔或侵入容器內部,對原有系統改動小。
局限性:
受環境影響大:強氣流、蒸汽、泡沫、粉塵會干擾聲波傳播,導致測量不準或信號丟失;
有盲區:探頭下方一定距離內(通常 0.1-1 米,因量程而異)無法測量,需預留足夠空間;
不適合真空或高壓密閉容器:超聲波在真空中無法傳播,高壓可能影響聲波特性。
四、典型應用場景
如前所述,超聲波液位計在水處理(沉淀池、污水池)、工業儲罐(化工原料、潤滑油)、市政設施(消防水池、下水道)、農業灌溉(蓄水池)等場景中應用廣泛,是液位監測的常用設備之一。