存于各种容器内的液体表面高度及所在的位置称为液位;固体颗粒、粉料、块料的高度或表面所在位置称为料位。两者统称为物位。超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的反射特性而工作的。根据发射和接收换能器的功能,超声波物位传感器可分为单换能器和双换能器两种。单换能器在发射和接收超声波时均使用一个换能器,而双换能器对超声波的发射和接收各由一个换能器担任。超声波传感器可放置于水中,让超声波在液体中传播。由于超声波在液体中衰减比较小,所以即使产生的超声波脉冲幅度较小也可以传播。超声波传感器也可以安装在液面的上方,让超声波在空气中传播,这种方式便于安装和维修,但超声波在空气中的衰减比较厉害。如果从发射超声波脉冲开始,到接收换能器接收到反射波为止的这个时间间隔为已知,就可以求出分界面的位置,利用这种方法可以实现对物位的测量。超声波物位传感器具有精度高、使用寿命长、安装方便、不受被测介质影响、可实现危险场所的非接触连续测量等优点。其缺点是:若液体中有气泡或液面发生波动,便会有较大的误差。在一般使用条件下,它的测量误差为士,测量范围为10-2-104m。超声波物位计在尾矿库中的作用。新疆公路安全监测超声波物位计概念
在实际生产中,物位测量对象有液位也有料位等,有几十米高的大容器、也有几毫米的微型容器,介质的特性更是千差万别。因此,物位测量方法很多,以适应各种不同的测量要求。[1]目前常用的物位测量方法可分为下列几种。静压式物位测量根据流体静力学原理检测物位。静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差,与该点上方的介质高度成正比,因此可利用差压来检测液位。这种方法一般只用在液位的检测。主要采用玻璃管及压力(压差)仪表来侧量。[1]浮力式物位测量利用漂浮于液面上浮子随液面变化的位置,或者部分浸没于液体中的物质的浮力随液位变化来检测液位。前者称为恒浮力法,后者称变浮力法,二者均用于液位的测量。恒浮力式物位测量包括浮标式、浮球式和翻板式等各种方法。变浮力式物位测量方法中典型的敏感元件是浮筒,它是利用浮筒由于液体浸没高度不同以致所受的浮力不同来检测液位的变化。[1]电气式物位测量把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中,根据电极之间的电气参数(如电阻、电容等)随物位变化的改变来对物位进行检测。这种方法既可用于液位检测,也可用于料位检测。云南变形监测超声波物位计超声波物位计技术特点。
在超声波物位计的应用过程中,还有以下事项需要注意:1、如要测量腐蚀性介质,则需选用防腐蚀探头的超声波物位计;2、如要测量易燃易爆的介质,则需选用具有防爆性能的超声波物位计;3、一般地,超声波物位计不适用于温度变化跨度较大、液面不平整波动较大的介质;4、由于超声波的传播需要借助介质,所以超声波物位计无法在真空环境中使用;5、蒸汽和粉尘均会对超声波物位计的声波传导产生一定阻碍,影响测量效果,所以,如果蒸汽和粉尘较多的工况下,超声波物位计也不能使用。
在尾矿库监测系统中,干滩长度监测也是常规的监测项目,监测干滩可以及时掌握滩顶、滩面高程,观测计算(或定期校测)干滩坡度,结合干滩的测量值可计算干滩的实际长度,为干滩长度预警提供基础信息。下面,我们从点位布置、预警设置、设备选型、施工工艺四个方面介绍超声波物位计在干滩监测中的应用。点位布置1、布置要求采用方式进行人工监测或者影像解析时,干滩标尺横向布置要求从不小于**小干滩长度处起每10-50M设置一个断面,纵向布置要求每100M坝长不少于两个断面,总数不少于3个断面,纵向断面应垂直于坝轴线布置。采用自动化监测方式时,干滩监测点的布置需视坝长及水边线弯曲情况,选干滩长度较短处布置1-3个断面(取多个断面中的**小实测值作为该尾矿库的沉积干滩长度)干滩监测点布置要求点位布置一般要求水尺零点高程每隔3-5年应校准一次,当怀疑水尺零点有变化时应及时进行校准。超声波水位计每年汛前应检查一遍,水位测量的误差不大于20mm。横向干滩标尺人工观测法:从不小于**小干滩长度处起每10-50M设置一个断面。自动干滩监测法:宜设置滩顶高程监测,视需要可设置**小滩长处滩面监测。纵向干滩标尺人工观测法:每100M坝长不少于两个断面。超声波物位计的顶部安装。
超声波液位计是测量液体高度、罐体高度、物料位置的监测仪表。仪表本身可采用二线制、三线制或四线制技术,二线制为:供电与信号输出共用;三线制为:供电回路和信号输出回路**,当采用直流24v供电时,可使用一根3芯电缆线,供电负端和信号输出负端共用一根芯线;四线制为:当采用交流220v供电时,或者当采用直流24v供电,要求供电回路与信号输出回路完全隔离时,应使用一根4芯电缆线。直流或交流供电,具有4~20mADC,高低位开关量输出。防腐超声波液位计量程范围:0-60米,多种形式可选,适合各种腐蚀性、化工类场合,精度高,远传信号输出,PLC系统监控。超声波液位计由三部分组成:超声波换能器(探头)、驱动电路(模块)、电子液晶显示模块。超声波物位计的测量标准。新疆沉降监测超声波物位计性能
防腐型超声波物位计。新疆公路安全监测超声波物位计概念
超声波物位传感器工作原理是:工作时向液面或粉体表面发射一束超声波,被其反射后,传感器再接收此反射波。设声速一定,根据声波往返的时间就可以计算出传吸器到液面(粉体表面)的距离,即测量出液面(粉体表面)位置。其敏感元件有二种,一种是由线圈、磁铁和膜构成的,另一种是由压电式磁致伸缩材料构成的。前者产生的是10KHz的超声波,后者产生的是20~40Khz的超声波。超声波的频率愈低,随着距离的衰减愈小,但是反射效率也小。因此,应根据测量范围、物位表面状况和周围环境条件来决定所使用的超声波传感器。高性能的超声波物位传感器由微机控制。以紧凑的硬件进行特性调整和功能检测。它可以准确地区别信号波和噪声,因此,可以在搅拌器工作的任况下测量物位。此外,在高温或吹风时也可检测物位,特别是可以检测高粘度液体和粉状体的物位。新疆公路安全监测超声波物位计概念
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