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　　一、概述
　　
　　超聲波液位計是一種非接觸式液體測量儀?？捎糜跍y量各種容器式管道內(nèi)液體的液位高低和流量大小，也可以用于水渠、水庫、江河和湖海水位的測量中，尤其適用于污水、有腐蝕性的場合，如城市排水泵站攔污柵前后水位、水廠加藥礬池等水位的測量。由于城市污水以及凈水劑聚合氧化鋁腐蝕性強，若采用接觸式壓力水位計，必須將傳感器插入污水中，這樣探頭很快就會腐蝕，影響正常測量。此外，超聲波液位計測量精度高，安裝維護簡便，可以同時測量水位、水位差及用料量等特點。因此得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
　　
　　二、超聲波的工作原理
　　
　　超聲波液位計的探頭安裝在受測液體的上方，探頭受電激勵后，通過空氣向其下的液體發(fā)射超聲波，超聲波將被液體反射，回波被探頭接收和監(jiān)測，并被轉(zhuǎn)換為電信號。超聲波在發(fā)射和接收之間所需的時間是與探頭和液體表面之間的距離成比例的，例如間距D是由聲波速度C和傳輸時間t所決定的如公式（1）所示:
　　
　　D=C*t/2（1）
　　
　　正常情況下聲波在空氣中的傳播速率為340m/s，如果傳輸時間為toms，則相對應(yīng)的傳輸距離為3.4m，因此間距為1.7m。超聲波液位計實際測量的是液面變化的高度，通過預(yù)先對超聲波液位計的設(shè)定，可換算成實際液體的深度。
　　
　　三、超聲波液位計應(yīng)用簡介
　　
　　FMU系列超聲波液位計設(shè)計精巧，安裝使用方便，精度高，經(jīng)久耐用，抗干擾性質(zhì)好，可單獨使用，也可與計算機PLC相連接使用。常用型號有860型（測量密封容器液位）,861型（測量液位和流量）和862型（采用雙探頭，可同時測量兩處不同液面高度，即可以測量出液位差）。FMU系列超聲波液位計由儀表和探頭兩部分組成，可應(yīng)用于各種不同的場合。
　　
　　1.液位計儀表
　　
　　超聲波液位計儀表面板上有數(shù)字顯示和參數(shù)設(shè)置觸模按鍵;儀表下部有務(wù)組接線端子，分別連接220V電源、繼電器和傳感器探頭等設(shè)備。液位計的儀表部分一般應(yīng)垂直安裝在墻上適當?shù)母叨龋欢ㄒ惭b牢固，方便用戶觀察和進行設(shè)置操作。
　　
　　2液位計探頭及其安裝
　　
　　液位計探頭（傳感器）有五種型號，可用于測量液體深度，也可用于測量固體高度。為了保證測量準確，探頭帶有自動清除其表面覆蓋的冰雪的功能。在安裝時，戶外探頭應(yīng)加保護罩，以避免陽光直射和雨淋，并垂直安裝在支架上。探頭離液面距離要根據(jù)液體漲落的zui大深度和探頭的量程來決定。如果測量的是污水等漂有其他雜質(zhì)的液體，則應(yīng)在探頭下方安裝鐵絲網(wǎng)圍井，將漂浮的雜質(zhì)隔離在探頭正確測量范圍之外。鐵絲網(wǎng)目可根實際需要隔離的zui小雜質(zhì)的大小而定，也可采用兩層鐵絲網(wǎng)，外層目大些，里面一層目小些。絲網(wǎng)采用不銹鋼絲網(wǎng)，以免腐蝕過快，影響液位計的正常工作。圍井直徑一般1米左右。
　　
　　探頭自帶巧米長的信號電纜，但監(jiān)測點一般離安放液位計二次表或計算機的控制室距離較遠，需要加接延長電纜，由于國外屏蔽電纜價格太高，根據(jù)說明書上的要求和市場調(diào)查，選取截面積較大的屏蔽電纜作為延長纜線，每芯zui大電阻6歐姆，zui大長度不超過300米，選用質(zhì)量較好的中國臺灣雙屏蔽電纜，并且接地良好，否則將影響測量性能。對于不好鋪設(shè)電纜的情況，可以采用無線采樣模塊與液位計探頭相連，在控制室同樣用無線采樣模塊進行接收，從而更加靈活方便，zui大距離為500米左右。
　　
　　3.超聲波液位計的設(shè)置
　　
　　根據(jù)超聲波液位計的工作原理，計算探頭發(fā)射和接收超聲波所經(jīng)過的時間，測量出來是探頭與液體表面之間的距離，為了顯示與液位高度，就需要進轉(zhuǎn)換，因此要對液位計進行必要的參數(shù)設(shè)置。將初始化時液位高度、zui高液位和zui低液位等參數(shù)設(shè)置好，經(jīng)過線性化處理，使之能動態(tài)地測量出變化液體的深度。此外，超聲波液位計也可通過網(wǎng)絡(luò)與工控機相連，為了使在計算機組態(tài)界面中顯示的數(shù)據(jù)與超聲波液位計顯示的數(shù)據(jù)一致，還要將一些參數(shù)進行適當?shù)男拚驼{(diào)整?；驹O(shè)置如下:
　　
　　1）設(shè)置單位（米或英尺），缺省設(shè)置（米）;
　　
　　2）設(shè)置被測物體模式:①流體，②水位變化，③圓封口，④固體，⑤傳送帶;
　　
　　3）設(shè)置空值（米）;
　　
　　4）設(shè)置滿值（米）;
　　
　　5）設(shè)置傳感器（探頭）型號;
　　
　　6）設(shè)置繼電器連接外部報警限位開關(guān)等設(shè)備;
　　
　　超聲波液位計設(shè)置完成后，還應(yīng)該進行調(diào)試和根據(jù)當時實際液位高度進行調(diào)整，以保證液位計正常工作和測量數(shù)據(jù)的準確。如果連接到計算機系統(tǒng)中，還應(yīng)該對計算機上的液位顯示值進行適當?shù)恼{(diào)整，使之和液位計上的顯示值相等。zui后，超聲波液位計一旦設(shè)置好就不要隨便亂動，以免影響正常工作。
　　
　　四、液位計的應(yīng)用
　　
　　由于超聲波液位計具有許多特點，尤其是非接觸式測量，因而可以廣泛應(yīng)用在化工企業(yè)的反應(yīng)器、反應(yīng)罐等容器和各種需要計算流量的管道、水渠中。目前還廣泛應(yīng)用于江、河、湖、海的水位測量，不僅測量準確還可連續(xù)測量和詳細記錄水文資料，而且避免了在下暴雨時和汛期人工去水邊看水位標尺的困難和危險。大大減輕了水文觀測人員的勞動強度，提高了監(jiān)測的科學性。
　　
　　通過對FMU系列超聲波液位計的應(yīng)用研究，利用其非接觸測量的優(yōu)點，實際應(yīng)用在城市、大型學校排水泵站遠程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)中，對分部在城市、學校各處的泵站攔污柵柵前、柵后的水位進行自動監(jiān)測，可為城市、學校的排污和凈化環(huán)境做出重大貢獻，取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。此外，F(xiàn)MU系列超聲波液位計工作穩(wěn)定、性能可靠，可以推廣應(yīng)用。