摘要：超聲波液位開(kāi)關(guān)利用超聲波發(fā)射、接收換能器之間介質(zhì)變化時(shí)引起聲阻抗變化的原理來(lái)進(jìn)行液位的監(jiān)測(cè)。和其它液位開(kāi)關(guān)相比，超聲波液位開(kāi)關(guān)的液位測(cè)試只與被測(cè)介質(zhì)的聲阻抗參數(shù)有關(guān)，與介質(zhì)的粘度無(wú)關(guān)，因此克服了其它液位開(kāi)關(guān)受介質(zhì)粘度影響的缺點(diǎn)，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、飲料等行業(yè)。

關(guān)鍵詞：超聲波，液位開(kāi)關(guān)，聲阻，粘稠介質(zhì)

Abstract:The change of medium between ultrasonic transmitting and receiving transducer leads to the change of the acoustic impedance, and ultrasonic liquid level switch uses the principle for liquid level monitoring. Compared to other liquid level switches, level test of ultrasonic liquid level switch is only related to the acoustic impedance parameters of the measured medium, which has nothing to do with the viscosity of the medium. The ultrasonic liquid level switch overcomes the shortcomings that other liquid level switches are affected by the medium viscosity, and these products have been widely used in petroleum, chemical industry, food, beverage and other industries.

Key words: ultrasonic, liquid level switch,acoustic resistance, viscous medium

1引言

液位開(kāi)關(guān)包括浮球液位開(kāi)關(guān)、音叉液位開(kāi)關(guān)、電容式液位開(kāi)關(guān)以及正在興起的超聲液位開(kāi)關(guān)等。

一直以來(lái)，大部分液位開(kāi)關(guān)對(duì)粘度大的介質(zhì)進(jìn)行液位檢測(cè)時(shí)，都存在反應(yīng)時(shí)間滯后、上下動(dòng)作點(diǎn)落差大、使用壽命短、極易產(chǎn)生誤報(bào)警等測(cè)量問(wèn)題。

浮球液位開(kāi)關(guān)主要通過(guò)浮球的上下升降來(lái)檢測(cè)液面的變化，在測(cè)量粘稠性或者含雜質(zhì)液體時(shí)，容易造成浮球堵塞，產(chǎn)生浮子上浮和下降慢現(xiàn)象。

音叉液位開(kāi)關(guān)主要通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)振動(dòng)音叉間介質(zhì)變化時(shí)共振頻率的變化來(lái)檢測(cè)液位的變化。音叉液位開(kāi)關(guān)在測(cè)量粘度介質(zhì)時(shí)，叉體容易被粘連在一起的叉間物料堆積，從而產(chǎn)生誤報(bào)警。

電容式液位開(kāi)關(guān)通過(guò)檢測(cè)液面或者散料高度變化時(shí)電容值的變化來(lái)測(cè)量液位或料位的高度。當(dāng)測(cè)量粘稠介質(zhì)時(shí)容易形成開(kāi)關(guān)桿體掛料，從而影響模擬量的輸出而產(chǎn)生誤報(bào)警[2]。

而超聲波液位開(kāi)關(guān)利用超聲波在空氣和液體中的傳播特性來(lái)檢測(cè)液體的液位，可以克服粘稠介質(zhì)液位的測(cè)量控制問(wèn)題，最大動(dòng)力粘度可測(cè)量到7000mpa.s,是石油、化工行業(yè)高粘稠度液體液位測(cè)量控制的優(yōu)選產(chǎn)品。并且其結(jié)構(gòu)精巧，沒(méi)有機(jī)械部件，性能穩(wěn)定可靠。安裝方式多樣，既可頂部安裝，也可側(cè)部安裝，還有兩點(diǎn)式結(jié)構(gòu)，可以滿足各種工況。

2產(chǎn)品原理

超聲波液位開(kāi)關(guān)利用超聲波在空氣和液體中的傳播特性來(lái)檢測(cè)液體的液位。由于換能器表面材料的聲阻抗(聲阻抗Z=密度ρ*聲速C)與空氣的聲阻抗相差巨大，聲波在空氣中的發(fā)射、接收困難；而且聲波在氣體中傳播時(shí)的衰減也比液體中大得多，因此，聲波在空氣中傳播時(shí)幾乎沒(méi)有信號(hào)，而在液體中傳播時(shí)信號(hào)很強(qiáng)。通過(guò)檢測(cè)聲波接收信號(hào)的大小或強(qiáng)度可以用來(lái)檢測(cè)液位。