非接触式单探头超声波物位检测仪的应用

　　1前言

　　在许多生产过程中，如化工、石油、冶金、电力、轻纺等生产系统经常要对生产过程中存储在容器、储罐或仓库内的物料进行高度检测和控制，以维持生产的正常运转和控制产品的产量。

　　在各种物位检测仪表中，非接触式单探头超声波物位检测仪具有不接触被测量物料的优点。因此，可以用于有毒物料、强腐蚀性物料、高粘度液体、废液及废料的物位检测和控制。

　　同时，这种物位检测仪测量范围大，适合大容器、大储罐的物料高度测量。在对检测仪进行检修时，生产可以照常进行。

　　该检测仪已经智能化，可以对影响测量精度的因素进行修正和按照用户要求输出各种标准信号。所以，非接触式单探头超声波物位检测仪已经广泛应用于生产过程中。

　　2原理简介

　　单探头超声波物位检测仪由单个超声波探头和电子检测部分组成。当探头向被测物料表面发射超声波时，超声波达到物料界面后，物料反射回波。这种反射回波被同一探头接收并转换成电信号。探头发射声波到接收声波的时间与探头到物料界面的距离成正比。通过测量这段时间，可以知道物料的高度。

　　3正确使用的分析

　　目前，国内外许多公司生产各种类型的非接触式单探头超声波物位检测仪。现在结合E+H公司生产的FDU型非接触式单探头超声波物位检测仪在帘子布聚合生产线使用中所遇到的问题进行分析。

　　3.1最大测量范围

　　在选择探头时，需要考虑被测物料特性、界面上介质性质、环境情况和生产系统的操作条件。首先必须考虑超声波在发射后衰减程度和界面反射特性。

　　当超声波衰减快、界面反射差时，以至使超声波探头接收到超声波信号过弱，无法与噪音信号区分。这就限制了最大测量范围。

　　超声波在界面上声能量反射系数R，和透射系数T,分别为:

　　式中:p}, pz分别表示界面下部和界面上部介质的密度，g/cm3cm ; c,, cz分别表示界面下部和界面上部介质的声速，cm/s。当两种介质之间的声阻抗pc十分接近时，可使反射系数R,+1。因此，在分界面上两种物质声阻抗差别越大，对超声波物位检测越有利。表1为某些物质的密度、声速、声阻抗值，仅供参考。当超声波在介质中传送过程衰减越小，而在界面上声能量反射系数R，大时，测量范围越大。

　　超声波探头不能离被测物位太近，由于探头无法接收反射信号或者发射信号同返回信号叠加，因此单探头超声波物位测量最高位置必须在限制高度以下。