超声波液位计在自动化水厂中的应用

超声波液位计不接触测量介质就能测量液位，在自动化控制运行的水厂被广泛使用。我水厂加药系统是自动控制系统，系统中超声波液位计作为矾液液位在线测量监测仪表，将矾池液位信号反馈给PLC， PLC 以此来控制矾液池进出矾液、进水、鼓风搅拌或两个矾池的自动切换。另外，仪表监测的液位为计算每小时耗矾量提供可靠的依据。

一、超声波液位计测量原理介绍

我水厂加药间采用得利满公司生产的型号为50us3222ABB超声波液位计，是发射和接收共用的单探头超声波液位计，由一个传感器发送和接收信号的一次表，和一个将信号数据处理和显示的变送装置组成。两者由同轴电缆信号线连接。一次表上有传声筒，换能器、参考反射板，支撑杆，安装支架及附带的25米的同轴电缆。变送器内有一个包含所有系统程序的单片机，控制仪表的操作、运算、和诊断。信号输出线将信号传送到远处的PLC。在探头侧面放一参考反射板，探头接收到的声波信号中既有液位返回信号，也有参考反射板返回信号。

换能器（探头）发出高频超声波脉冲，遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。假如超声波液位计从发射到参考反射板返回时间为TR，从发射到液面垂直返回时间为 TB，探头到液面的垂直距离为 B ，探头至参考反射板距离为 R，因此 B=TB*R/TR，测出超声波从发射到返回所需时间，由介质中已知声速就可以计算出B。所以液面的实际高度H占满度SPAN 的百分比：H=(Z-B)*100%/S。于是设定好零点 ZERO 和满度 SPAN,仪表就能测定出液面的实际高度。0%对应4mA模拟输

出信号，100% 对应20mA 输出信号。

由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重叠，无法识别。不能测量其距离值，这个区域是测量盲区。我水厂超声波液位计的盲区是 0.6m。

二、超声波液位计应用中存在的问题及故障原因分析

我们在生产中遇到的问题：1、超声波液位计易受干扰，显示数据不稳。2、仪表测量显示与实际矾池液位不相符，出现误差，直接影响加药自控系统的正常运行。针对问题我们进行如下分析排查：

（1 ）检查二次表内物位开关的设置液位计安装好后，断电、复位。首先检查二次表变送器内物位开关的设置。设置 T E S T 测试开关到正常操作模式（Normal Operation）,即三角指向 0。其他的测试开关是自我诊断检测。Unit 设置 U到需要的单位(ft 或m)，它决定了液位计的零点和满度的距离。面板里面还有一个设置显示的swith开关，用来设定仪表显示数字和小数点位置。