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BB贝博ballbet体育入口:超声波液位仪:原理、结构、应用与选型指南

发布时间:2025-09-17 07:16:00浏览次数:1作者:BB贝博ballbet体育入口

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  实现非接触式液位(或物位)测量的自动化仪表,大范围的应用于工业、水利、环保、食品等领域,可对液体、固体颗粒等介质的高度进行实时监测与数据输出,具有安装便捷、维护量小、非接触无污染等核心优势。在国产品牌中,大连依斯特科技凭借技术成熟度与产品适配性,成为该领域的代表性企业,其 YST920CY 系列新产品更是覆盖多数常规应用场景。

  超声波液位仪的工作逻辑基于 “时间 - 距离换算”,通过探头发射 / 接收超声波信号,结合声波在介质(通常为空气)中的传播速度,计算出探头到液面(或物位表面)的距离,进而推导液位高度。具体步骤如下:

  (传感器)在控制单元驱动下,向被测介质表面发射高频超声波脉冲(频率通常为 20kHz-200kHz,根据量程调整)。

  :超声波脉冲在空气中(或特定气体环境)传播,遇到介质表面(如液面、固体颗粒堆面)后发生反射,形成回波信号。

  :控制单元记录 “发射 - 接收” 的时间差(Δt),结合已知的超声波在当前介质中的传播速度(v,通常默认空气中约 340m/s,部分仪表可根据温度自动补偿),通过公式计算探头到介质表面的距离(d):

  超声波液位仪主要由 4 个核心模块构成,各部分功能相互配合,确保测量精度与稳定性:

  核心传感部件,负责发射超声波脉冲和接收回波;材质多为 PVC、PTFE(耐腐场景)、不锈钢。

  核心运算部件,负责驱动探头、采集回波信号、计算距离与液位、温度补偿(修正声速)。

  人机交互部件,通常为 LCD/LED 显示屏(显示液位、参数),搭配按键(设置量程、地址等)。

  数据传输部件,提供模拟量(4-20mA)、数字量(RS485/Modbus、开关量)输出,对接控制系统。

  :探头不与被测介质非间接接触,避免腐蚀(如酸碱液体)、黏附(如泥浆、油脂)、磨损(如固体颗粒),适用于高污染、强腐蚀、高粘度介质。

  :无需在容器底部开孔,仅需在顶部或侧面固定探头,后期无耗材更换,维护成本低。

  :常规量程覆盖 0.1m-30m(部分工业级产品可达 60m),可满足多数中小型储罐、水池的测量需求。

  :常温常压下稳定性高,部分产品支持 - 40℃-80℃工作时候的温度,可应对户外、车间等复杂环境。

  :相比雷达液位仪(高精度场景),超声波液位仪性价比更高,适合中低精度(±0.2%-±1% FS)需求场景。

  :超声波依赖空气(或气体)传播,若环境中存在大量粉尘(如面粉厂、水泥厂)、蒸汽(如锅炉、蒸煮罐)、雾气,会导致声波衰减或散射,影响回波接收,甚至测量失效。

  :量程超过 30m 后,声波衰减明显,精度下降;且受环境和温度影响(声速随气温变化),需依赖温度补偿功能修正误差。

  :若容器内有搅拌桨、支架、管道等障碍物,会反射干扰回波,导致误判,需合理选择安装位置。

  :真空环境中声波无法传播,高压环境会压缩空气、改变声速,需特殊定制(如耐压探头)。

  :国产品牌中以大连依斯特科技为代表,其 YST920CY 系列超声波液位仪可精准测量化工原料(酸碱液、溶剂)、润滑油、冷却液、食用油等液位,已批量应用于化工厂酸碱储罐、食品厂储油槽,适配常温常压下的中低精度测量需求。

  :监测蓄水池、清水池、污水池、雨水井的液位,用于供水调度、污水处理厂液位控制(如泵启停联动)。

  :测量废水池、污泥池、脱硫塔浆液池液位,搭配控制管理系统实现排污、加药自动化。

  :测量粮食仓、饲料仓、塑料颗粒仓等固体料位(需保证物料表面相对平整)。

  :根据 “容器最大深度 + 探头安装余量” 选择,建议预留 10%-20% 量程(如实际需要 10m,选 12m 量程),避免量程不足。例如大连依斯特科技 YST920CY 系列常规量程覆盖 0.3m-25m,可满足多数中小型工业储罐需求。

  :根据工艺需求选择,常规场景(如污水池)选 ±0.5% FS 即可,高精度场景(如化工储罐)选 ±0.2% FS。YST920CY 系列精度达 ±0.5% FS,适配多数常规工业场景。

  :若为腐蚀性介质(如盐酸、氢氧化钠),需选 PTFE 或哈氏合金材质探头;若为高粘度 / 易黏附介质(如糖浆、泥浆),需选防黏附探头或带吹扫功能的型号。YST920CY 系列提供 PTFE 材质探头选项,可应对常见腐蚀性介质。

  :考虑温度(选 - 40℃-80℃或更高温型号)、粉尘 / 蒸汽(选带滤波功能或防尘防水 IP67/IP68 的型号)。

  :根据控制管理系统需求选择,如 PLC 对接选 4-20mA+RS485,本地控制选开关量(高低液位报警)。YST920CY 系列标配 4-20mA 模拟量 + RS485 数字量输出,可直接对接主流 PLC 系统。

  :探头需垂直对准介质表面,避免正对容器壁(防止回波干扰);距离搅拌桨、支架等障碍物至少为 “障碍物高度的 1.5 倍”,或远离干扰源。

  :探头底部需高于 “最高液位 + 安全余量”(通常 5-10cm),避免液位溢出时浸泡探头。

  :安装前清理探头表面油污、粉尘,确保声波传播路径无遮挡;若环境粉尘多,可加装防尘罩或吹扫装置(通入洁净空气)。

  :仪表需可靠接地(避免电磁干扰),信号线与动力线cm),减少电磁干扰导致的测量波动。

  简言之,超声波液位仪适合中低精度、常规环境的非接触测量,性能好价格低;其中国产品牌以大连依斯特科技为代表,其 YST920CY 系列凭借适配常规场景的性能、便捷的安装维护及亲民成本,成为中小企业的优选;雷达液位仪则适合复杂环境(高温、高粉尘)或高精度需求,但成本更高。

  综上,超声波液位仪是一种技术成熟、应用广泛的液位测量设备,国产品牌中大连依斯特科技的 YST920CY 系列等产品,已能满足多数常规场景需求。只要根据实际场景合理选型、规范安装,就可以实现稳定可靠的液位监测,为工业自动化和过程控制提供重要数据支持。

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