超聲波變送器與導(dǎo)波雷達(dá)的物位測(cè)量條件及功能對(duì)比

來源：作者：發(fā)布日期：2020-10-27

超聲波技術(shù)

超聲波是一種非接觸式液位測(cè)量方法，它使用聲波來確定要測(cè)量的過程材料。

超聲波變送器通過將壓電換能器產(chǎn)生的聲波發(fā)送到被測(cè)介質(zhì)來進(jìn)行操作。該設(shè)備測(cè)量反射的聲波返回到換能器所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度。

成功的測(cè)量取決于過程材料從直線向傳感器的反射。

但是，有多種影響返回信號(hào)的因素。諸如灰塵，重蒸氣，油箱阻塞，表面湍流，泡沫甚至表面角度之類的因素都會(huì)影響返回信號(hào)。

這就是為什么在使用超聲波測(cè)量時(shí)必須考慮確定聲音特性的條件的原因。

超聲波變送器要考慮的其他問題包括：

真空應(yīng)用

聲音必須通過介質(zhì)（通常是空氣）傳播
空氣分子的缺乏阻止了聲波的傳播

表面狀況

角度

聲波必須沿直線發(fā)送和接收
反光表面必須平坦（即非攪動(dòng)/非湍流狀態(tài)）

違規(guī)行為

聚集在液體表面的泡沫和其他碎屑會(huì)吸收聲波并阻止其回聲傳播到傳感器

溫度極限

超聲波裝置通常是塑料，高溫度為140˚F（60˚C）
過程溫度變化可能會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的讀數(shù)

壓力極限

超聲波設(shè)備不適用于極限壓力極限
大工作壓力不應(yīng)超過30 PSIG（2巴）

環(huán)境條件

超聲波設(shè)備應(yīng)安裝在可預(yù)測(cè)的環(huán)境中
蒸氣，冷凝濕氣和其他污染物會(huì)改變通過空氣的聲速，從而大大影響返回信號(hào)的準(zhǔn)確性

超聲波，雷達(dá)或激光測(cè)量等空中測(cè)量原理的流行優(yōu)勢(shì)是，測(cè)量信號(hào)永遠(yuǎn)不會(huì)與被測(cè)產(chǎn)品接觸。但是，如果您考慮一下，這種“事實(shí)”并不完全正確。以超聲波為例：當(dāng)聲能離開換能器時(shí)，它以每秒1,125英尺的速度在空氣中傳播，直到到達(dá)目標(biāo)（即液面）為止。

與所有其他“非接觸式”液位測(cè)量類似，在某個(gè)點(diǎn)上，測(cè)量信號(hào)必須先與液面接觸，然后液面才開始返回傳感器。這不僅解釋了為什么傳感器和液體表面之間的空氣質(zhì)量可能會(huì)成問題，而且還解釋了為什么需要考慮液體表面的質(zhì)量。它在往返過程中拾取的每個(gè)干擾都會(huì)干擾信號(hào)中的實(shí)際電平測(cè)量信息

重要的是要理解，如果正確使用超聲波變送器，它將提供一個(gè)明智的解決方案。請(qǐng)記住，超聲波變送器與接收到的回波一樣好。

導(dǎo)波雷達(dá)（GWR）技術(shù)

導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)（GWR）是一種接觸液位測(cè)量方法，它使用探針引導(dǎo)高頻電磁波從發(fā)射器向下傳播到被測(cè)介質(zhì)。

GWR基于時(shí)域反射法（TDR）原理，該原理是一種電子測(cè)量技術(shù)，已在各種工業(yè)測(cè)量應(yīng)用中使用了數(shù)十年。它的非常好個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是電纜損壞的位置。然而，在物位測(cè)量中，TDR僅使用了十多年。

使用TDR，可沿探頭引導(dǎo)低能電磁脈沖。當(dāng)脈沖到達(dá)被測(cè)介質(zhì)的表面時(shí)，脈沖能量會(huì)從探頭向上反射到電路，然后電路根據(jù)所發(fā)送的脈沖與反射的脈沖之間的時(shí)間差來計(jì)算液位。傳感器可以通過其模擬輸出將分析后的液位作為連續(xù)測(cè)量讀數(shù)輸出，也可以將這些值轉(zhuǎn)換為可自由定位的開關(guān)輸出信號(hào)。

GWR適用于各種液位測(cè)量應(yīng)用，包括：

不穩(wěn)定的工藝條件

粘度，密度或酸度的變化不會(huì)影響精度

攪拌面

沸騰的表面，灰塵，泡沫，蒸氣不會(huì)影響設(shè)備性能
循環(huán)流體，螺旋槳混合器，曝氣池

極限運(yùn)行極限

GWR在高達(dá)600ºF（315ºC）的極端溫度下表現(xiàn)良好
能夠承受高達(dá)580 PSIG（40 Bar）的壓力

細(xì)粉和粘性液體

用過的食用油的真空罐
油漆，乳膠，動(dòng)物脂肪和大豆油
鋸屑，炭黑，四氯化鈦，鹽，顆粒

GWR常見的誤解之一是產(chǎn)品堆積在探頭上的影響。有人會(huì)認(rèn)為，如果您有大量的產(chǎn)品粘附在探頭上，或者在整個(gè)探頭的整個(gè)長(zhǎng)度上都有一層產(chǎn)品涂層，則該信號(hào)會(huì)誤識(shí)別真正的液體表面。

實(shí)際上，高級(jí)GWR技術(shù)并非如此。GWR的雷達(dá)信號(hào)在探頭周圍有一個(gè)很大的檢測(cè)區(qū)域，覆蓋了覆蓋幾英尺的360˚區(qū)域。當(dāng)此脈沖能量與探針上的大量產(chǎn)品接觸時(shí)，將返回信號(hào)并進(jìn)行分析，以查看其是否為真正的液位。

由于液位總是比粘在探頭上的較小質(zhì)量的信號(hào)返回更大，因此液面很容易識(shí)別。過去十年來開發(fā)的先進(jìn)算法使這種接觸式液位測(cè)量成為了粘流體應(yīng)用的理想解決方案。

GWR在水平行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)是無限的。與舊技術(shù)不同，GWR提供的測(cè)量讀數(shù)與接觸介質(zhì)中的化學(xué)或物理性質(zhì)無關(guān)。此外，GWR在液體和固體中的表現(xiàn)同樣出色。

相關(guān)產(chǎn)品推薦：