超聲波液位計原理:
超聲波物位計的工作原理是由換能器(探頭)發(fā)出超聲波脈沖遇到被測介質(zhì)表面被反射回來。部分反射回波被同一換能器接收,轉(zhuǎn)換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播,從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時間間隔與換能器到被測介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關(guān)系可以用公式表示:S=CxT/20
由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度,使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭,無法識別,不能測量其距離值。這個區(qū)域稱為測量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計的型號有關(guān)。
超聲波液位計特點:
由于采用了的微處理器和的EchoDiscovery回波處理技術(shù),
超聲波物位計可以應(yīng)用于各種復(fù)雜工況。
“虛假回波學(xué)習(xí)”功能使得儀表在多個虛假回波的工況下,可正確地確認真實回波,獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
換能器內(nèi)置溫度傳感器,可實現(xiàn)測量值的溫度補償。
超聲波換能器采用聲學(xué)匹配之技術(shù),使其發(fā)射功率能更有效地輻射出去,提高信號強度.從而實現(xiàn)準(zhǔn)確測量。
2、超聲波液位計儀表概況
類型 | DLM551 | DLM552 |
應(yīng)用 | 各類工業(yè)領(lǐng)域的液位測量,特別是水處理工業(yè) | 各類工業(yè)領(lǐng)域的液位測量,特別是水處理工業(yè) |
測量范圍 | 液體0.25…4m | 液體:0.4…8m |
過程連接 | G1/2/1A | G2A |
換能器外殼材料 | PTFE, PU/PC | PTFE、PU/PC |
過程溫度 | -40…70℃ | 一40…70t |
過程壓力 | -0. 2. .. lbar | -0.2. .. lbar |
信號輸出 | 兩線制,四線制4...20mA/HART | 兩線制/四線制4.. .20mA/HART |
類型 | 各類工業(yè)領(lǐng)域的液位測量 |
測量范圍 | 液體:0.5…15m |
過程連接 | 法蘭或吊架 |
換能器外殼材料 | PU/PC |
過程溫度 | -40…70℃ |
過程壓力 | -0. 2. .. lbar |
信號輸出 | 兩線制/四線制4.. .20mA/HART |
3、超聲波液位計安裝要求
基本要求:
換能器發(fā)射超聲波脈沖時,都有一定的發(fā)射開角。從換能器下緣到被測介質(zhì)表面之間,由發(fā)射的超聲波波束所輻射的區(qū)域內(nèi),不得有障礙物,因此安裝時應(yīng)盡可能避開罐內(nèi)設(shè)施,如:人梯、限位開關(guān),加熱設(shè)備,支架等。在這種情況下,安裝時須進行“虛假回波學(xué)習(xí)”。另外須注意超聲波波束不得與加料料流相交。
安裝儀表時還要注意:料位不得進入測量盲區(qū);儀表距罐壁必須保持一定的距離;儀表的安裝盡可能使換能器的發(fā)射方向與液面垂直。安裝在防爆區(qū)域內(nèi)的儀表必須遵守國家防爆危險區(qū)的安裝規(guī)定。本安型的外殼采用鋁殼。本安型儀表可安裝在有防爆要求的場合,儀表必須接大地。
圖示說明:
測量的基準(zhǔn)面是探頭的下邊緣。
1、盲區(qū)
2、空倉(測量距離)
3、里程
注:使用超聲波物位計時,務(wù)必保證料位不能進入測最盲區(qū)。
安裝位置:
在安裝DLM551, DLM552的時候.注意儀表和容器壁至少保持200mm的距離。
1、基準(zhǔn)面
2、容器或?qū)ΨQ軸
在安裝DLM553的時候。注意儀表和容器壁至少保持500mm的距離。
1、基準(zhǔn)面
對于錐形容器,且為平面罐項,儀表的安裝位置是容器項部,這樣可以保證測呈到容器底部。
常見安裝位置的正誤
1、錯誤:換能器應(yīng)與被測介質(zhì)表面垂直。
2、錯誤:儀表被安裝在拱形或圓形罐項,會造成多次反射回波.在安裝時應(yīng)盡可能避免。
3正確:
1、錯誤:不要將儀A安裝于入料料流的上方,以保證測量的是介質(zhì)表面而不是入料料流。
2、正確注意:室外安裝時應(yīng)采取遮陽、防雨措施。
超聲波液位計安裝方式說明
吊架式安裝:吊架式用于DLM 553的安裝。
法蘭式安裝:法蘭式用于DLM553的安裝。
防潮:對于安裝在室外或潮濕室內(nèi)及制冷或加熱的罐上的儀表,為了防潮,應(yīng)擰緊電纜密封套.而且要在進線口處使電纜向下彎曲。如圖示:
容器接管:容器接管的第度:必須保證探頭伸出接管至少10mmo
導(dǎo)波管安裝:使用導(dǎo)波管安裝(導(dǎo)波管或旁通管),可以避免容器內(nèi)障礙物、泡沫和空氣渦流對測量的影響。
1、通空氣孔直徑5.. .10mm
如果DLM55X安裝在導(dǎo)波管內(nèi)進行測量,導(dǎo)波管的直徑只要大于換能器(探頭)的外徑即可(具體數(shù)據(jù)見:6結(jié)構(gòu)尺寸)。在連接導(dǎo)波管的時候,必須防止大的裂縫和焊縫。另外,必須進行“虛假回波學(xué)習(xí)”。
注:測最粘附性介質(zhì)的時候,不能使用導(dǎo)波管安裝。
4、超聲波液位計電氣連接
供電電壓:4...2OmA/HART
(1)(兩線制)電源供電和電流信號共用一根兩芯線纜。具體供電電壓范圍參見技術(shù)數(shù)據(jù)。
(2)對于本安型須在供電電源與儀表之間加一個安全柵。
供電電壓:4...20mA/HART‘
(1)四線制)電源供電和電流信號各自分別使用一根兩芯線纜。具體供電電壓范圍參見技術(shù)數(shù)據(jù)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)型儀表電流輸出可采用接地形式輸出。防爆型儀表電流輸出必須浮空輸出。儀表及接地端子應(yīng)保證良好接地,通常接地可連接到罐的接地點上,若是塑料罐則應(yīng)接到鄰近的大地上。
連接電纜的安裝:
一般介紹:供電電纜可使用普通兩芯電纜,電纜外徑應(yīng)為S...9mm,以確保電纜入口的密封。如果存在電磁干擾,建議使用屏蔽電纜。
4...20mA/HART(兩線制〕供電電纜可使用普通兩芯電纜。
4二20mA/HART(四線制)供電電纜應(yīng)使用屏蔽電纜。
電纜的屏蔽和接線
屏獻電纜兩端均應(yīng)接c在傳感器內(nèi)部,屏蔽必須直接連接內(nèi)部接地端子。外殼上的外部接地端子必須連接人地。
如果有接地電流,屏蔽電纜遠離儀表一側(cè)的屏蔽端必須通過一個陶瓷電容(比如:1µF 1500V)接地,以抑制低頻接地電流,同時仍可以防止高頻干擾信號。
接線方式:
兩線
用于HART兩線制:1)供電以及信號輸出
四線
用于HART四線制:1)供電
2)信號輸出
防爆鏈接:
本產(chǎn)品的防爆形式為本質(zhì)安全型。防爆標(biāo)志:Exia II B T6。本安型超聲波物位計采用鋁外殼材料,內(nèi)部采用膠封結(jié)構(gòu)。從而確保換能器和電路部分故障時產(chǎn)生的火花不會泄放出來。產(chǎn)品適用于Exia IIB T6防爆等級以下可燃性介質(zhì)的物位非接觸式連續(xù)測量。
本產(chǎn)品使用時須用安全柵供電。FBS-1安全柵系本產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)設(shè)備.防爆形式為本質(zhì)安全型。防爆標(biāo)志:[Exia] IIB,供電電壓24V Dc± 5%短路電流為100mA,工作電流4...20mA.
所有電纜均要采用屏蔽電纜,長度500米。分布電容<,0.1µF/Km,分布電感,<1mH/Km。超聲波物位計安裝時必須接大地。不得使用其它未經(jīng)防爆檢驗的關(guān)聯(lián)設(shè)備。
采用GOADware調(diào)試物位計
采用HART手持編程器調(diào)試物位計
5、超聲波液位計儀表調(diào)試
調(diào)試方法:
DLM55X有三種調(diào)試方法:
(1)顯示l調(diào)試模塊
(2)上位機調(diào)試軟件GODAware
(3) HART手持編程器
顯示/調(diào)試模塊:
ViewPoint是可以插接的顯示調(diào)試工具,在DLM55X上ViewPoin一可以以兩個角度安裝(每次旋轉(zhuǎn)1800)。通過ViewPoint上的4個按鍵對儀表進行調(diào)試。調(diào)試菜單的語言可選。
調(diào)試后,ViewPoint一般就只用于顯示,透過玻璃視窗可以非常清楚地讀出測量值。
上位機調(diào)試:通過HART與上位機相連
1、 RS232連接電纜
2、 DLM55X
3、用于COMWAY變換器的HART適配器
4、 250歐姆電阻
5、 COMWAY變換器
通過2C與上位機相連
1、RS232連接電纜
2、 DLM55X
3、用于COMWAY變換器的12C適配器
4 、COMWAY變換器
HART手持編程器:DLM55X可用HART手持編程器編程
1 、HART手持編程器
2 、DLM55X
3 、250歐姆電阻
6、超聲波液位計結(jié)構(gòu)尺寸(單位:mm)
外殼、材質(zhì):AL
材質(zhì):PBT-FR
DLM551
DLM552
DLM553
技術(shù)參數(shù) | |||
DLM551和552 | 材料 | 過程連接DLM551 螺紋G12/12A | |
過程連接DLM552 螺紋G2A | |||
換能器 PTFE、PUIPC | |||
重量 | 1 .8...3.0 kg(取決于過程連接和外殼〕 | ||
DLM553 | 材料 | 吊架 不銹鋼316L | |
換能器密封 硅膠 | |||
鎖緊法蘭 不銹鋼316L | |||
外殼 塑料PBT-FR:鋁 | |||
外殼和外殼蓋之間的密封 硅橡膠 | |||
外殼上用于ViewPoint的視窗 聚碳酸酯 | |||
接待端子 不銹鋼 | |||
重量 | 2 .7...5.0 kg‘取決于過程連接和外殼) | ||
DLM55I和552兩線制 | 供電電壓 | 非防爆 16...36V DC | |
本安防爆 16...30V DC | |||
DLM553兩線制 | 供電電壓 | 20..36V DC | |
功耗 | max.22.5ma | ||
允許紋波 | |||
<100Hz…100KHz Uss<10mV | |||
四線制 | 供電電壓 | 24V DC110% | |
功耗 | max.4VA,2.1w | ||
輸出參數(shù) | 輸出信號 | 4.__2.0mA/HART | |
分辨率 | 1 .65A | ||
故障信號 | 電流輸出不變:20.5mA; 22mA;,3.8mA | ||
兩線制負載電阻 | 見下圖 | ||
四線制負載電阻 | 500歐姆 | ||
積分時叫 | 0.20秒,可調(diào) |
特征參數(shù) | ||
盲區(qū) | 一DLM551 | 0.25m |
一DLM552 | 0.4m | |
一DLM553 | 0.5m | |
測t距離 液體 | 一DLM551 | 4m |
一DLM552 | 8m | |
一DLM553 | 15m | |
超聲波頻率 | 一DLM551 | 46KHz |
一DLM552 | 35KHz | |
一DLM553 | 35KHz | |
測量間隔 | >2秒(取決于參數(shù)設(shè)置) | |
調(diào)整時間” | >3秒(取決于參數(shù)設(shè)盆) | |
發(fā)射角 | 一DLM551和552 | 5.5℃ |
一DLM553 | 3℃ | |
顯示分辨率 | 1mm | |
精度 | 0.2%一0.5%(滿2程) | |
工作存儲及運愉溫度 | 一40. ..+70℃ | |
過程溫度(探頭部分的溫度) | -40,二十70t | |
一相對濕度 | <95% | |
一壓力 | 0.1MPa | |
耐振 | 機械展動IOM/S2 .10.一50Hz | |
電纜參數(shù) | 1個M20XI.S電纜入口(電纜直徑5...9mm), | |
電纜入口1插頭 | 一個盲堵M20X1.5 | |
彈簧接線端T | 用于導(dǎo)線橫截面2.5mm2 |
1)劇烈的物位突變后.給出正確物位麗要的時間。
8、超聲波液位計選型指南
DLM551 | ||
防爆 | P標(biāo)準(zhǔn)型(非防爆) | 一本安型(Ex is IIB T6) |
換能器材料l過程溫度/防護等級 | A PU/PC/一40...70℃/I P66 | B PTFE/一40…701/IP67 |
過程連接 | CP螺紋GI.認 | |
電子組件 | A 4二20mA兩線制 | B 4... 20mA/24V DCt10%四線制 |
C 4二20mA HART兩線制 | D 4…20Ma/24VDVt10%/HART四線制 | |
外殼,防護等級 | S 塑料/IP66 | A 鋁/IP66 |
電纜進線 | M M20x1.5 | N 2/1NPT |
現(xiàn)場顯示/編程 | A 帶 | X 不帶 |
注:本安型只可選“A”型外殼,及“A”或’'C'’電子組件。
DLM552 | ||
防爆 | P標(biāo)準(zhǔn)型(非防爆) | I本安型(Ex is IIB T6) |
換能器材料,過程溫度l防護等級 | A PU/PC/一40...70℃/IP66 | B PTFE/-40二70t/IP67 |
過程連接 | CP螺紋02A | |
電子組件 | A 4二2UmA兩線制 | B 4... 20mA/24V DC 110%四線制 |
C 4... 20mA HAR‘一兩線制 | D 4... 20mA/24V DCt 10%/HART四線制 | |
外殼/防護等級 | S塑料/IP66 | A鋁/IP66 |
電纜進線 | M M20x1.S | N 2/1NPT |
現(xiàn)場顯示/編程 | A帶 | X不帶 |
注:本安型只可選二“A”型外殼。及’'A',或‘'C',電子組件。
DLM553 | ||
防爆 | P標(biāo)準(zhǔn)型〔非防爆) | I本安型(Ex is IIB T6) |
換能器材料/過程溫度/防護等級 | A PU/PC/-40二70t/1P66 | |
過程連接 | FL法蘭 | OJ吊架 |
電子組件 | A 4...20mA兩線制 | B 4... 20mA/24V DCs10%四線制 |
C 4... 20mA HART兩線制 | D4…20Ma/24V DC110%/HART | |
外殼/防護等級 | S塑料/IP66 | A鋁/IP66 |
電纜進線 | M M20x1.5 | N 2/1N PT |
現(xiàn)場顯示/編程 | A帶 | X不帶 |
注:本安型只可選“A”型外殼及,“A”或“C”電子組件。