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雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間,而電磁波的傳輸速度為常數(shù),則可算出液面到雷達(dá)天線的距離,從而知道液面的液位。在實(shí)際運(yùn)用中,雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì),功耗大,須采用四線制,電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì),功耗低,可用二線制的24V DC供電,容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全,度高,適用范圍更廣。
我們一般把聲波頻率超過(guò)20kHz的聲波稱(chēng)為超聲波,超聲波是機(jī)械波的一種,即是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的一種傳播過(guò)程,它的特征是頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小,另外方向性好,能夠成為射線而定向傳播。超聲波在液體、固體中衰減很小,因而穿透能力強(qiáng),尤其是在對(duì)光不透明的固體中,超聲波可穿透幾十米的長(zhǎng)度,碰到雜質(zhì)或界面就會(huì)有顯著的反射,超聲波測(cè)量物位就是利用了它的這一特征。
在超聲波檢測(cè)技術(shù)中,不管那種超聲波儀器,都必須把電能轉(zhuǎn)換超聲波發(fā)射出去,再接收回來(lái)變換成電信號(hào),完成這項(xiàng)功能的裝置就叫超聲波換能器,也稱(chēng)探頭。將超聲波換能器置于被測(cè)液體上方,向下發(fā)射超聲波,超聲波穿過(guò)空氣介質(zhì),在遇到水面時(shí)被反射回來(lái),又被換能器所接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),電子檢測(cè)部分檢測(cè)到這一信號(hào)后將其變成液位信號(hào)進(jìn)行顯示并輸出。
由超聲波在介質(zhì)中傳播原理可知,若介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一定,則超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個(gè)常數(shù)。因此,當(dāng)測(cè)出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時(shí)間,則可換算出超聲波通過(guò)的路程,即得到了液位的數(shù)據(jù)。
超聲波有盲區(qū),安裝時(shí)必須計(jì)算預(yù)留出傳感器安裝位置與測(cè)量液體之間的距離。
超聲波用的是聲波,雷達(dá)用的是電磁波,這才是zui大的區(qū)別。而且超聲波的穿透能力和方向性都比電磁波強(qiáng)的多,這就是超聲波探測(cè)現(xiàn)在比較流行的原因。
主要應(yīng)用場(chǎng)合的區(qū)別:
超聲波液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)主要是測(cè)量原理的不同,而導(dǎo)致他們的不同的運(yùn)用場(chǎng)合。雷達(dá)是鑒于被測(cè)物質(zhì)的介電常數(shù)的,而超聲波是鑒于被測(cè)物質(zhì)的密度的。所以介電常數(shù)很低的物質(zhì)雷達(dá)的測(cè)量效果就要打折扣,對(duì)于固體物質(zhì)一般也推薦用超聲波。同時(shí)雷達(dá)發(fā)射的是電磁波,不需要傳播媒介,而超聲波是聲波,是一種機(jī)械波,是需要傳播媒介的。另外波的發(fā)射方式元件不同,如超聲波是通過(guò)壓電物質(zhì)的振動(dòng)來(lái)發(fā)射的,所以它不可能用在壓力較高或負(fù)壓的場(chǎng)合,一般只用在常壓容器。而雷達(dá)可以用在高壓的過(guò)程罐。雷達(dá)的發(fā)射角度比超聲波大,在小容器或瘦長(zhǎng)的容器不推薦用非接觸式雷達(dá),一般推薦導(dǎo)波雷達(dá)。zui后就是精度的問(wèn)題,當(dāng)然了,雷達(dá)的精度肯定是比超聲波高,在儲(chǔ)罐上肯定是用高精度雷達(dá)的,而不會(huì)選超聲波。至于價(jià)格方面,一般情況下超聲波比雷達(dá)低,當(dāng)然一些大量程的超聲波價(jià)格也是很高的大量程的情況下雷達(dá)不能正常工作,所以也只能選擇超聲波了。
聲波的傳輸是需要媒介的,所以在真空中就不能傳播。所以超聲波在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的局限性還是很大的,與雷達(dá)比起來(lái)多有不足。首先,超聲波物位計(jì)有溫度限制,一般探頭處溫度不能超過(guò)80度,并且聲波速度受溫度影響很大。其次,超聲波物位計(jì)受壓力影響很大,一般要求0.3MPa以?xún)?nèi),因?yàn)槁暡ㄒ空駝?dòng)來(lái)發(fā)出,壓力太大時(shí)發(fā)聲部件會(huì)受影響。第三,當(dāng)測(cè)量環(huán)境中霧氣或粉塵很大時(shí)將不能很好的測(cè)量。凡此種種,都限制了超聲波物位計(jì)的應(yīng)用。與之相比,雷達(dá)的是電磁波,不受真空度影響,對(duì)介質(zhì)溫度壓力的適用范圍又很寬,隨著高頻雷達(dá)的出現(xiàn),其應(yīng)用范圍就更加廣泛了,所以在物位測(cè)量中,雷達(dá)是一個(gè)非常好的選擇。
但是不論是雷達(dá)還是超聲波液位計(jì),在安裝過(guò)程中都必須注意安裝位置,注意盲區(qū)。比如安裝在罐體上時(shí),不要裝在進(jìn)料口,不要裝在人梯附近,離罐壁要有300到500mm的距離,防止回波干擾。在有攪拌,液面波動(dòng)大的時(shí)候也要選擇合適的安裝方法。總之,沒(méi)有十全十美的東西。
1.雷達(dá)測(cè)量范圍要比超聲波大很多。
2.雷達(dá)有喇叭式、桿式、纜式,相對(duì)超聲波能夠應(yīng)用于更復(fù)雜的工況。
3.超聲波精度不如雷達(dá)。
4.雷達(dá)相對(duì)價(jià)位較高。
5.用雷達(dá)的時(shí)候要考慮介質(zhì)的介電常數(shù)。
6.超聲波不能應(yīng)用于真空、蒸汽含量過(guò)高或液面有泡沫等工況。
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