防腐型超聲波液位計

超聲波液位計是一臺博采眾長，吸取了國內多種物位儀優(yōu)點，實現了全數字化、人性化設計理念的通用型物位儀，具有*的液/物位測控功能，超聲波液位計主芯片采用進口工業(yè)級單片機，數字溫度補償和寬電壓輸入穩(wěn)壓等，相關專用集成電路，超聲波液位計具有抗干擾性強，可任意設置上下限節(jié)點及在線輸出調節(jié)，并帶有現場顯示，由于為非接觸式檢測方式，較其它儀器更衛(wèi)生，更耐潮濕、粉塵、高濕、腐蝕氣體等惡劣環(huán)境，具有高可靠，無污染，性能穩(wěn)定，價格低廉等特點，因此可廣泛應用于與物體，料位，液位測控相關的各個領域。

工作原理：

超聲波液位計工作原理如圖所示，超聲波液位計一般采用收發(fā)合一的陶瓷超聲波換能器，聲波的發(fā)射和接收都由同一個探頭完成，探頭向被測液面發(fā)射超聲波信號，超聲波由探頭經傳播介質傳播至被測液面，在液面上形成反射，反射波沿原路徑傳播至探頭，被探頭接收。

主要特點：

·電路設計從電源部分起就選用高質量的電源模塊，元器件選擇進口高穩(wěn)定可靠的器件，*可以替代同類型國外進口儀表。

·磚利的聲波智能技術軟件可進行智能化回波分析，無需任何調試及其它的特殊步驟，此技術具有動態(tài)思維、動態(tài)分析的功能。

·聲波智能磚利技術，使儀表的精度大大提高，液位精度達到0.3％，能夠抗各種干擾波。

·非接觸式儀表，不跟液體直接接觸，因此故障率低。儀表提供多種安裝方式，用戶*可以通過本手冊進行儀表標定。

·儀表的所有輸入、輸出線均具有防雷、防短路的保護功能。

技術指標:

測量范圍： 0～15m（根據實測量程選定）

盲 區(qū)： 0.25m～0.6m

測距精度： 0.3%（標準條件）

測距分辨率： 1mm

壓 力： 常壓

儀表顯示： 自帶LCD顯示液位或空間距離

模擬輸出： 4～20mA

數字輸出： RS485、Modbus協議或定制協議

供電電壓： DC24V/AC220V，防雷裝置內置

環(huán)境溫度： －20℃～＋60℃

防護等級： IP65

外形尺寸：

安裝方法：

超聲波液位計開敞環(huán)境下一般采用支架安裝方式，用儀表自帶法蘭固定；池或罐在安裝位置上割一個略大于探頭直徑（60mm）的圓孔，將儀表放入，然后將法蘭自下而上旋緊；安裝必須保證儀表的探頭面與被測液面水平。

1）探頭發(fā)射面到低液位的距離，應小于選購儀表的量程。

2）探頭發(fā)射面到高液位的距離，應大于選購儀表的盲區(qū)。

3）探頭的發(fā)射面應該與液體表面保持平行。

4）探頭的安裝位置應盡量避開正下方進、出料口等液面劇烈波動的位置。

5）若池壁或罐壁不光滑，儀表安裝位置需離開池壁或罐壁0.5m以上。

6）若探頭發(fā)射面到高液位的距離小于選購儀表的盲區(qū)，需加裝延伸管，延伸管管徑大于120mm，長度0.35m～0.50m，垂直安裝，內壁光滑，罐上開孔應大于延伸管內徑，或者將管子通至罐底，管徑大于100mm，管底留孔保持延伸管內液面與罐內等高。

安裝注意事項：

1）儀表在室外安裝建議加裝遮陽板以延長儀表使用壽命。

2）電線、電纜保護管，要注意密封防止積水。

3）儀表雖然自身帶有防雷器件，但儀表在多雷地區(qū)使用時，建議在儀表的進出線端另外安裝專用的防雷裝置。

4）儀表在特別炎熱、寒冷的地方使用，即周圍環(huán)境溫度有可能超出儀表的工作要求時，建議在液位儀周圍加設防高、低溫裝置。

應用案例一 怎樣合理利用浮球液位開關和超聲波液位計控制水泵？

在一般的污水處理廠及泵站中，均設有潛水泵； 在潛水泵的控制系統(tǒng)設計中，為了簡便可靠，大多采用浮球液位開關控制進水泵的自動開停；浮球液位開關是一種靠液體的浮力改變自身狀態(tài)來達到控制目的的設備。 它用一根電纜線連接，置于液面之上，內部裝有一個開關，當液位達到或降至某一高度時，浮球液位開關改變原來直立或傾斜的狀態(tài)，內部開關狀態(tài)隨之改變，開關信號傳至控制機構。 現鹽倉污水處理廠以及長安、周王廟等泵站的水泵自動控制方式即采用這種控制方法。

1浮球液位開關控制原理

現以我司為例介紹浮球開關的典型應用事例。 進水泵前的污水池設有 6 個浮球液位開關，分成2 組，信號送至可編程序邏輯控制器 (工業(yè)常用的一種能按一定順序完成自動控制功能的設備，以下簡稱PLC)。 浮球液位開關的位置如圖1 所示。

開泵的控制過程為：

當液位低于 1# 浮球液位開關時， 將發(fā)出低液位報警信號;

當液位高于 2# 浮球液位開關時，開 1 臺進水泵;

當液位高于 3# 浮球液位開關時，開 2 臺進水泵;

當液位高于 4# 浮球液位開關時，開 3 臺進水泵;

當液位高于 5# 浮球液位開關時，開 4 臺進水泵;

當液位高于 6# 浮球液位開關時，開 5 臺進水泵，并發(fā)出高液位報警信號。

為防止進水泵頻繁開停，關泵順序為：

當液位下降至 5# 浮球液位開關以下時， 關 1 臺進水泵(開 4 臺);

當液位下降至 4# 浮球液位開關以下時， 關 1 臺進水泵(開 3 臺);

當液位下降至 3# 浮球液位開關以下時， 關 1 臺進水泵(開 2 臺);

當液位下降至 2# 浮球液位開關以下時， 關 1 臺進水泵(開 1 臺);

當液位下降至 1# 浮球液位開關以下時， 進水泵全關，并發(fā)出低液位報警。

為避免1 臺泵重復啟動， 水泵將依次循環(huán)投入工作先開先停，先停先開。 當 1 臺水泵因故障停止工作時，另一臺水泵自動投入運行。 控制流程圖如圖2 所示。

但在實際使用中，為使浮球達到要求的高度和自由動作，要求一段長度的電纜。 電纜用支架固定在提升井內。 但在如此大容量的進水的開停沖擊及水流的帶動下，電纜線極易纏繞。加之長期多次重復動作、電纜老化等原因造成的電纜折斷、電纜外皮破裂等損壞問題，使控制受到影響，使進水泵的自動控制無法完成，自動控制形同虛設。 如果在設計中注意到這個問題，施工時將浮球的電纜綁在一根鋼管上，僅留一小段能自由運動的長度以避免纏繞。但這樣其他問題仍無法*解決。 而且在實際運行中當浮球出現故障， 要解決和修復已出現的問題，只能等待停泵時進行。 不但影響生產且沉淀污泥產生的危害人體的有害氣體使工作危險性加大。 針對浮球開關的這些不足和局限， 如果采用超聲波液位計， 這些問題便可迎刃而解。

2 超聲波液位計的使用

我公司各泵站的池壁上為監(jiān)視水位而裝了1 個超聲波液位計，在5a 的正式運行中一直處于良好的狀態(tài)，且精度較高，維護、校驗也很方便。 為增進可靠度，也可以考慮再增加1 個超聲波液位計，以防因液位計的故障導致進水泵的誤操作。

(1)根據原設計思路和圖1 所示尺寸，可以將原 PLC 程序控制順序改為：

設 2 個液位計測量值為 X1、X2，儀表的精度為 0.2%，表頭至池底的高度為 8.7m，可能偏差 .034m，取為 0.04m。當 X1-X2〉0.04m 時，取消進水泵的自動控制功能。

開泵的順序為：(假設*多有 5 臺泵)

當液位上升至 2.90m 時，發(fā)出低液位報警;

當液位上升至 3.12m 時，開 1 臺泵;

當液位上升至 3.34m 時，開 2 臺泵;

當液位上升至 3.56m 時，開 3 臺泵;

當液位上升至 3.78m 時，開 4 臺泵;

當液位上升至 3.90 米時，開 5 臺泵，并發(fā)出高液位報警。停泵的順序為：

當液位下降至 3.78m 以下時，關 1 臺泵(開 4 臺);

當液位下降至 3.56m 以下時，關 1 臺泵(開 3 臺);

當液位下降至 3.34m 以下時，關 1 臺泵(開 2 臺);

當液位下降至 3.12m 以下時，關 1 臺泵(開 1 臺);

當液位下降至 2.90m 以下時，進水泵全關，并發(fā)出低液位報警;

每臺泵的開停順序同浮球液位開關。 具體流程見圖3。

(2)除上述方法外，也可以充分利用 PLC 的計算和判斷功能，用新的思路重新設計，使程序簡化。

根據原工藝設計， *下部的浮球液位開關與池底高度為2.90m，每相鄰兩個的距離為 0.22m，液位上升時 ，將所測值減去*底浮球液位開關的高度除以 0.22m 后取整， 即為將要開啟的泵的臺數;液位下降時，將所測值減去*底浮球液位開關的高度除以 0.22m 后取整加一，即為將要開啟的泵的臺數。 液位高于 3.96m 時高液位報警，液位低于 2.90m 時低液位報警。新的流程如圖 4 所示。

3 實現的可能性

在我公司各個控制點的實際應用中，可以根據實際需要，合理利用浮球液位開關以及超聲波液位計 2 種控制方式。 在已設立 PLC 控制柜的生產現場，以超聲波液位計控制為主;但在尚未安裝 PLC 控制柜的生產現場，從經濟角度出發(fā)，暫時用浮球液位開關直接接在設備控制柜的自控接口上， 也可達到根據液位控制潛水泵起停的控制要求， 而且可以很方便地調節(jié)起停液位。 等整個管線基本正常運行后，再投入 PLC 自控系統(tǒng)。 由于 PLC 自控系統(tǒng)的可靠性較高，配合超聲波液位計對泵的開停時間、臺次進行科學合理的安排，避免人為失誤，增加了控制的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。