超声波液位计在化工生产应用中的常见故障分析

【摘要】 在石油化工生产过程中应用超声波液位计进行液位测量，经常会因为一些故障原因导致测量不准确，本文简介了超声波液位计的原理和使用优点， 对超声波常见故障问题进行了分析，并提出了使用过程中的注意事项。

1.前言 超声波液位计安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度 等影响。但精度比较低，测试容易有盲区，不可以测量压力容器，不能测量易挥 发性介质。 但使用中性能可靠， 维护量小， 在石油化工生产装置中应用比较广泛。

2.超声波液位计的原理和优点

超声波液位计的原理是测量一个超声波脉冲从发出到返回整个过程所需的 时间。三畅超声波液位计垂直安装在液体的表面，它向液面发出一个超声波脉冲，经 过一段时间， 超声波液位计的传感器接收到从液面反射回的信号，信号经过变送 器电路的选择和处理， 根据SC超声波液位计发出和接收超声波的时间差，计算出液 面到传感器的距离。超声波液位计测量有腐蚀（酸、碱）的介质、有污染的场合， 或易产生粘附物的物质。 适合于那些无法用物理方式接触的液体。三畅超声波液位计 针对腐蚀性、有结层或者是含酸碱废水来说，都是一种非常理想的测量工具。超 声波液位计可测量的介质包括盐酸、硫酸、氢氧化物、废水、树脂、石蜡、泥浆、 碱液和漂白剂等工业用剂，广泛应用于水处理、化工、电力、冶金、石油、半导 体等行业。超声波液位计的优点：非接触式测量;无可动部件、结构简单、使用 寿命长;耐腐蚀（探头大多采用 PVDF、PP 等材料）;自动温度补偿功能;不受介质 湿度、粘度的影响;不受介质介电常数、电导率、热导率的影响;优异的性能价格 比。

3.超声波液位计故障灯问题
3.1 顶部蓝色故障灯 在超声波持续零液位时，顶部灯亮，输出电流为 22MA。而且隔一段时间后 恢复液位时，故障不能自动解除，需断电重启后正常。出现这种故障是安装附件 的选择问题。超声波的发射除了平面头外，在螺纹这里也是有发射的。如果持续 的零位， 在加上安装件选用金属支架。SCCSB超声波液位计就会识别到支架部分的信号 强度大于平面头接收的信号强度。而金属支架部分与发射波之间处于盲区距离。 所以超声波处于保护状态，故障灯常亮，输出 22MA。 解决的办法就是选用非金属支架。因为选用非金属支架后，螺纹处的发射波 能穿透出去，而零点液位的回波信号绝对会大于螺纹处的回波信号。

3.2 因编程原因导致顶部故障灯常亮 经调试与重新编程后，顶部故障灯常亮，输出电流为 22MA。出现这种故障 情况，还是在编程与调试过程中，未能按照说明书要求。造成的程序紊乱而自保 状态。在调试编程超声波液位计时，未能等到指示灯正常闪动，或则编程方法步 骤根本不对，处于不稳定的编程调试。如果多次反复未依要求编程调试，超声波 液位计将拒绝工作而自保。 出现这种故障的解决方法是先将三畅超声波液位计按要求 复位，在进行重新编程。如果在未复位的情况下多次再编程，会出现以上故障。

4.超声波液位计在测量中常见的问题分析
4.1 由于电源电压波动引起的测量不准 对于单探头的测量装置， 同一测量探头既做发射器又做接收器，那么在发射 超声波时，当探头上加了较高的激励电压，会使盲区距离加大，使测量的范围产 生变化，有可能超出测量的范围;当探头上电压过低，由于测量距离较远，可能 接受不到回返的信号，这样本来能正常工作，现在不能正常工作，或产生测量错 误，这时需要调整电源电压到额定值，使探头正常工作。

4.2 所选测量的量程不合适 由于盲区距离的存在及超声波在传播过程中会产生衰减，因此利用超声波测量液位有一定的测量范围，不是无限制的，所以应该选择合适的探头及工作方式。

    4.3 测量传播介质引起的故障
    在测量中，传播介质中含有较大的液滴颗粒时(本论述是对气体测量方式而言，液体式测量方式与固体式测量方式，传播介质中含有其他杂质，与气体式产生结果基本一样，只有稍微不同，这里不再多述)，当超声波遇到这些液滴时会产生散射和反射，这些液滴也会吸收超声波，造成超声波的衰减，从而造成测量错误、虚假测量或者测量探头无法工作，这种现象在我国的北方地区，尤其是冬天更是常见。当这些液滴附到测量探头表面时，危害更大，一方面会使测量探头不能工作，另一方面时间过长液滴可能会腐蚀探头表面，使测量探头永远不可用，因此应及时通过通风和擦拭，并加装过滤装置，对测量探头加装保护罩。当液滴颗粒较小且没有附到探头表面时，也可以采用大功率的探头或双探头测量方式解决。
    4.4测量液位液面引起的故障
    当被测液位液面附有其他杂质或液面很不平时，超声波遇到漫反射或波束反射到其他方向，而回到测量探头的超声波很少，超出测量探头灵敏度范围，这样测量探头测不到波束，不能反映，无法正常工作，这时应在测量探头的下方放置铁丝围井等方式。
    4.5安装方式引起的故障
    超声波液位计是有盲区的，如同人的眼睛一样，盲区是当物体离眼睛非常近的时候，反而看不清楚了，这一段距离就叫盲区。超声波液位计的盲区，根据量程的不同，盲区也不同。量程小，则盲区小，量程大，则盲区大。但一般都在30cm-50cm之间。所以一般在安装超声波液位计的时候盲区一定是要考虑进去的。超声波测量探头应垂直安装到合适的位置，当安装倾斜时，测量探头发出的超声波束就会反射到其他方向，测量探头的收不到超声波束，不能正常工作，所以应校正重新安装，当测量探头距液面过近或过远时，也影响测量，所以测量探头应安装到距液面合适的位置，使液面高度变化范围在测量探头的测量范围内，液面zui高应在盲区距离外。在特殊场合，会要求盲区很小，这个时候可以考虑小盲区超声波液位计，其盲区一般只有4^"6cm。但其量程很小，只有0. 6m。在很多液位测量的领域，因为空间的限制，安装条件的限制，需要盲区很小的三畅超声波液位计。
    5.超声波液位计使用注意事项
    由于测量探头发射的功率大，测量探头也有一定的使用寿命，通过测量探头输出的电压或电流变化来判断其好坏。现在测量技术智能仪表被广泛应用，超声波液位计测量大多与智能变送器配套使用，但由于现场环境的复杂，可能造成智能仪表的损坏及整定参数的丢失，以致测量系统不能正常工作，这时更换变送器或重新整定测量系统工作参数。

    超声波液位计的注意事项:
    耐温能力有限，大多数小于60°C，个别特殊产品可达100°C;真空环境下无法测量，压力的大幅波动影响测量精度;安装时尽量避开气泡、障碍物、波浪等干扰因素。

    6.结束语
    超声波液位计是非接触测量中应用比较广泛的智能化测量仪表，具有测量技术xianjin，测量精度高，测量范围广，长期运行稳定性好等特点。超声波液位测量技术在石油化工企业液位测量过程中发挥着重要的作用。