②發(fā)射角和虛假回波
超聲波波速通過探頭聚焦，脈沖波速的發(fā)射就好像手電筒的光速一樣，離探頭越遠(yuǎn)的地方，擴(kuò)散面積就越大。
在發(fā)射角內(nèi)的任何物體，如：管道、支架、焊縫、加強(qiáng)筋、攪拌螺旋槳、掛壁的物體，都會造成很強(qiáng)的虛假回波，特別是發(fā)射角內(nèi)距離探頭較近的物體。
例如：在距離探頭6米處的管道造成的虛假回波要比距離探頭18米處同樣管道造成的虛假回波強(qiáng)9倍。
★盡量使傳感器的軸線垂直于介質(zhì)表面，并且避免在發(fā)射角內(nèi)有任何其他物體。如：管道和支架等。
4.2.2測量范圍選擇
測量范圍取決于超聲波探頭的范圍。超聲波探頭的范圍則取決于現(xiàn)場的工作環(huán)境、被測量目標(biāo)、溫度等。根據(jù)下表，你可以選擇出你所需要的測量范圍是幾米。
液體表面 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
平穩(wěn) | 0dB | 0% | 無需加大 |
波紋 | 5...10dB | 50～67% | 1倍量程 |
大波動(比如有攪拌葉片) | 10...20dB | 90% | 3倍量程 |
固體物料表面 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
堅硬，粗糙(比如顆粒狀橡膠) | 40dB | 99% | 10倍量程 |
柔軟(比如煤粉、水泥、粉煤灰) | 40...60dB | 99～99.9% | 不建議使用 |
有粉塵 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
沒有 | 0dB | 0% | 無需加大 |
少量 | 5dB | 50% | 1倍量程 |
大量 | 5...20dB | 50～90% | 3倍量程 |
有加料 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
無 | 0dB | 0% | 無需加大 |
少量 | 5...10dB | 50～67% | 1倍量程 |
大量 | 10...40dB | 67～99% | 3倍量程 |
有霧氣 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
無 | 0dB | 0% | 無需加大 |
少量 | 5...10dB | 50～67% | 1倍量程 |
大量 | 10...20dB | 67～90% | 3倍量程 |
有蒸汽 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
無 | 0dB | 0% | 無需加大 |
少量 | 5...10dB | 50～67% | 1倍量程 |
大量 | 10...20dB | 67～90% | 3倍量程 |
探頭和介質(zhì)表面溫差 | 衰減的倍數(shù) | 衰減的百分比 | 加大量程倍數(shù) |
≤20℃ | 0dB | 0% | 無需加大 |
≤40℃ | 5...10dB | 50～67% | 1倍量程 |
≤80℃ | 10...20dB | 67～90% | 3倍量程 |
信號衰減計算方式，如果是現(xiàn)場有多種情況，就要把這幾種情況都累加起來來計算信號衰減的量。
·有少量加料 5...10dB
·有少量蒸汽 5...20dB
·探頭和介質(zhì)表面溫差≤40℃ 5...10dB
合計 最小15dB，40dB。
在這種情況下，如果實(shí)際測量范圍是5米，那么需要選用50米量程的超聲波液位計來的量。
4.2.5測量液體
4.2.5.1平頂罐
平頂罐一般都有一個很短的接管，接管的基準(zhǔn)面是法蘭的下底面，在接管長度≤60mm，接管內(nèi)徑≥100mm，接管內(nèi)壁平整無毛刺、凸起物的前提下，安裝后探頭的發(fā)射面低于法蘭的下底面3cm就可以測量。
法蘭安裝，安裝在很短的接管內(nèi)
的安裝是直接將儀表安裝在平頂容器上，不使用接管，容器上的圓形開口就可以足夠固定安裝用的法蘭或者萬向節(jié)。探頭發(fā)射面是在基準(zhǔn)面以下。
法蘭型（鎖緊法蘭），安裝在平項(xiàng)罐上
法蘭型安裝在無接管平項(xiàng)罐上
安裝在跟探頭一樣的螺紋接管上，在這種情況下，接管的內(nèi)徑大小跟探頭的外螺紋幾乎一樣，探頭的發(fā)射面必須伸出接管1cm以上，不能縮在接管內(nèi)。
探頭安裝在螺紋接管上
4.2.5.2拱形罐頂
對于拱形罐，儀表不要安裝在罐頂，而是安裝在罐頂半徑的1/2或者2/3處(在滿足離罐壁一定距離的前提下)。對于超聲波脈沖來講，拱形罐頂就好像是一個凸透鏡，如果探頭安裝在凸透鏡的焦點(diǎn)上，那么它就會接收到所有虛假回波。因此應(yīng)該盡量避免將傳感器探頭安裝在拱形罐頂。
安裝在螺紋接管上--拱形罐頂
安裝在法蘭上--拱形罐頂
在大多數(shù)的拱形罐頂上，接管加上法蘭的長度有150-180mm長度，而超聲波物位計的探頭螺紋以下都沒有這么長的(可以向我公司定制加長型探頭，以使探頭發(fā)射面低于接管底部)。在這樣的情況下，我們需要注意接管直徑和接管長度的比例關(guān)系。并且往下的出口必須切一個45°的斜角。
序號 | 接管長度 | 接管內(nèi)徑最小尺寸 | 備注 |
1 | 150mm | 100mm | 接管內(nèi)壁無毛刺、凸起物，上下垂直，焊縫都要做拋光處理。接管和罐頂連接處要做從接管內(nèi)向外的45℃斜角拋光。 |
2 | 200mm | 150mm |
3 | 250mm | 180mm |
4 | 300mm | 220mm |
5 | 400mm | 280mm |
4.2.5.3開口容器
對于開口容器，可以使用支架安裝，要注意支架的承重能力，讓傳感器與容器壁之間保持一定距離。如果開口容器或者料倉內(nèi)壁上下是平整的，沒有掛料的情況出現(xiàn)，也沒有任何的其他的物體在內(nèi)壁上，那么傳感器離容器壁的距離詳見下表：
量程 | 最小 離壁距離 | 量程 | 最小 離壁距離 | 量程 | 最小 離壁距離 |
5米 | 0.5米 | 10米 | 1.0米 | 15米 | 1.5米 |
20米 | 2.5米 | 30米 | 3.5米 | 40米 | 5米 |
50米 | 6米 | 60米 | 7米 | 70米 | 8米 |
開口容器上--頂部靠一側(cè)支架安裝
由于開口容器沒有聚焦效應(yīng)，可以把傳感器安裝在容器的正中間。
開口容器上--頂部居中支架安裝
4.2.5.4排水井和普通井
排水井一般井道和井口狹窄，而且井壁凹凸不平，使得超聲波測量十分困難。這個問題可以通過安裝一段接管或者安裝整個測量套管來解決。要注意，傳感器放在接管內(nèi)后，盲區(qū)會變大大約50～99%，要把盲區(qū)變大因素考慮在內(nèi)。
所以在使用接管的情況下，如果原先的探頭盲區(qū)是0.50米，那么放入接管內(nèi)后，盲區(qū)會增加到1.00米。
接管和測量套管用于排水井測量
普通水井(包括水源井、深水井)，一般直徑都不大，可以安裝測量套管來達(dá)到測量效果，測量套管的內(nèi)壁一定光滑(可以用PVC、PE管)，內(nèi)徑≥150mm(測量范圍4米內(nèi)).超過4米的接管要咨詢廠家。只要測量管能夠保持清潔，沒有粘附的介質(zhì)，內(nèi)部沒有接縫，就可以測量。
測量套管要一直浸泡在介質(zhì)里，這樣可以保證測量管內(nèi)的測量準(zhǔn)確。
4.3.1測量固體
4.3.1.1法蘭安裝
和測量液體介質(zhì)一樣，儀表可以安裝在容器接管上的對接法蘭，由于固體的反射面跟液體不同，不是一個平面，所以在安裝的時候要考慮到這個問題。要把探頭發(fā)射面垂直于被測固體的表面，同時探頭應(yīng)該能夠從接管中伸出來。
測量固體的現(xiàn)場，探頭如果縮在接管內(nèi)，多數(shù)情況下都會造成測量數(shù)據(jù)跳動，或者是出現(xiàn)“丟波"現(xiàn)象。
為了解決這個問題，可以選用萬向法蘭，這樣只要轉(zhuǎn)動法蘭，就很容易讓探頭發(fā)射面對準(zhǔn)被測量的固體反射面。
4.3.1.2螺紋接管安裝
使用螺紋接管安裝的時候，探頭一定要露出接管底部2cm以上
一體式傳感器--螺紋接管安裝
4.3.1.3龍門框安裝
在開口容器中可以采用龍門框式安裝，接管軸線必須對準(zhǔn)容器出口或
一體式傳感器--龍門框安裝
在露天料堆安裝時，大的露天料堆需要通過多個儀表進(jìn)行測量，儀表可以固定在起重架上，傳感器探頭應(yīng)該對準(zhǔn)介質(zhì)表面。
露天料堆測量--起重架上安裝
4.3.2測量使用的接管如何延長
超聲波物位計的探頭和被測量介質(zhì)表面之間需要保持一個最小距離，
就是通常所說的盲區(qū)。但有時現(xiàn)場不能保證這個最小距離，那么就需要在容器上安裝一個延長的接管。
4.3.2.1測量液體的接管如何延長
要盡量使接管內(nèi)壁保持光滑，接管不能浸沒到介質(zhì)里，防止介質(zhì)污染接管或者粘附在接管內(nèi)壁上。
接管不能浸泡在粘附性介質(zhì)里
如果是非粘附性介質(zhì)，延長接管可以長期浸泡在介質(zhì)里(要不能被液體腐蝕，也不能有雜物粘附在管道內(nèi)壁上)，這樣測量會更準(zhǔn)確一些，因?yàn)闇y量不會受到容器內(nèi)其他裝置的影響。
接管的內(nèi)徑要盡量大一些，斜切切口處要保持光滑。下圖中接管高度L和接管內(nèi)徑φ的關(guān)系如下表。
序號 | 接管長度L | 接管內(nèi)徑φ最小尺寸 | 備注 |
1 | 150mm | 100mm | |
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