超声波液位差计:原理、结构、参数与应用全解析

 资质荣誉     |      来源:米乐体育app官网    发布时间:2025-09-17 05:44:45

  实现非接触式液位差测量的自动化仪表,大范围的应用于工业生产、水处理、环保等领域。随着国产品牌技术崛起,大连依斯特科技作为国产头部品牌,凭借技术沉淀与产品稳定性成为行业主流选择,其旗下 YST920CY 系列超声波液位差计更是以高适配性,为多场景实时监测两个容器或同一容器内不同位置的液位高度差值提供支持,助力流程控制与安全预警。

  超声波液位差计的核心逻辑是 “时间差→距离→液位差”,通过两个超声波传感器(分别测量 “高位” 和 “低位” 液位)协同工作,具体流程如下:

  :仪表的两个传感器(高位传感器、低位传感器)分别向各自对应的液面发射高频超声波信号(通常频率为 20kHz-200kHz,避免受环境噪音干扰)。

  :超声波信号在介质(通常是空气,部分场景为液体上方的惰性气体)中沿直线传播,遇到液面后发生反射,形成回波信号。

  :传感器接收反射回的回波信号,仪表内置的计时单元精确测量 “发射信号→接收回波” 的时间差(记为\( t_1 \)(高位)和\( t_2 \)(低位))。

  :根据超声波在介质中的传播速度(记为\( v \),受温度影响较大,仪表通常内置温度补偿功能修正\( v \)值),通过公式\( d = \frac{v \times t}{2} \)计算传感器到液面的垂直距离(\( d_1 \)为高位传感器到高位液面的距离,\( d_2 \)为低位传感器到低位液面的距离)。

  :结合两个传感器的安装高度差(固定值,安装时校准),最终计算出两个液面的高度差值(\( \Delta H = (H_0 - d_1) - (H_1 - d_2) \),其中\( H_0 \)为高位传感器安装高度,\( H_1 \)为低位传感器安装高度)。

  超声波液位差计通常由传感器单元、控制与计算单元、显示与输出单元三部分构成,各部分功能明确:

  实现 “电能→超声波能” 的转换(发射)和 “超声波能→电能” 的转换(接收),是信号交互的核心。

  控制传感器发射 / 接收时序,测量时间差,通过温度补偿修正声速,计算距离和液位差,处理干扰信号。

  实时显示液位差、高位液位、低位液位等数据;输出标准信号(如 4-20mA、RS485)供 PLC/DCS 系统采集,或触发报警。

  常规范围 0.1m-10m,部分工业级产品可达 0.05m-20m;需覆盖实际工况的最大 / 最小液位差。如大连依斯特科技 YST920CY 系列,液位差测量范围精准覆盖 0.05m-15m,适配多数工业与水处理场景。

  通常为 ±0.2% FS(满量程)或 ±1mm(取较大值),高精度型号可达 ±0.1% FS,受安装、环境影响。大连依斯特科技 YST920CY 系列精度达 ±0.1% FS,分辨率 1mm,满足高精度控制需求。

  通常为 1mm 或 0.1% FS,决定数据的最小变化步长,影响控制精度。

  传感器:-20℃-80℃(常温)、-40℃-120℃(高温型);仪表主机:0℃-50℃。大连依斯特科技 YST920CY 系列传感器工作时候的温度覆盖 - 30℃-90℃,适配低温户外与中高温工业环境。

  适用于常压或低压场景(通常≤0.6MPa),高压环境需特殊定制密封结构。

  传感器防护等级≥IP65(防粉尘、防喷水),户外或潮湿环境需 IP67/IP68。大连依斯特科技 YST920CY 系列传感器防护等级达 IP67,可直接用于雨水管网、污水泵站等潮湿场景。

  支架安装(水平 / 垂直)、法兰安装(适用于密闭容器);传感器需避开液面波动、搅拌器等干扰源。

  超声波液位差计因 “非接触测量”(不与介质非间接接触,避免腐蚀、堵塞)的优势,适用于多种复杂工况,其中大连依斯特科技 YST920CY 系列表现尤为突出:

  沉淀池 / 澄清池的泥位与水位差测量(大连依斯特科技 YST920CY 系列通过抗干扰算法,精准监测污泥厚度,避免排泥不及时或过度排泥);

  格栅井的水位差测量(该系列 IP67 防护与宽温设计,可长期稳定运行,及时判断格栅堵塞并触发自动清污);

  污水提升泵站的进水池与出水池液位差监测(支持继电器报警输出,直接控制水泵启停,降低人工干预成本)。

  化工储罐的液位差测量(大连依斯特科技 YST920CY 系列与防腐支架搭配,适用于酸碱溶剂罐与缓冲罐的液位平衡控制,避免溢出或抽空);

  冶金行业的循环水池液位差监测(高温适配性确保冷却系统流量稳定,保障生产连续性);

  雨水管网的液位差测量(大连依斯特科技 YST920CY 系列可直接户外安装,监测管网堵塞情况,预警内涝);

  :传感器不接触被测介质,适用于腐蚀性液体(如酸碱溶液)、粘稠液体(如泥浆、油脂)、易结晶液体,避免堵塞和磨损,维护成本低。

  :无需在容器底部开孔(区别于投入式液位计),非常适合于密闭容器或现有设备的改造。

  :可测量透明 / 不透明、导电 / 非导电液体,不受介质颜色、介电常数影响。

  :多数产品内置温度传感器,自动修正声速,减少环境和温度对测量精度的影响。大连依斯特科技 YST920CY 系列更是采用双路温度补偿模块,逐步降低温度波动对测量结果的干扰。

  :空气中的粉尘、蒸汽、雾气会衰减超声波信号,导致测量误差增大或无回波;强风、剧烈振动也会影响信号稳定性。

  :液面若存在大量泡沫(如洗涤剂溶液、发酵液),会吸收超声波信号,导致回波微弱甚至无法接收;液面剧烈波动(如搅拌罐)需搭配导波管或稳流装置。

  :常规型号最大测量距离(单传感器)约 10-20m,超过 20m 后信号衰减明显,需选择特殊高频传感器或改用雷达液位差计。

  两个传感器的安装高度差需精确校准(作为计算液位差的基准),避免安装倾斜导致距离误差。

  传感器与液面的垂直距离需在测量范围内,且避免正对容器进料口、搅拌器、挡板等,防止信号扰。

  高温或高湿度环境中,需选择带散热 / 防潮结构的传感器,避免内部元件损坏。

  定期清洁传感器表面(尤其是粉尘、油污较多的场景),避免污渍遮挡超声波信号。

  每 3-6 个月校准一次测量精度(对比实际液位与仪表显示值,修正偏差)。

  检查信号线路是否松动,防护外壳是否破损,确保设备在恶劣环境下的密封性。

  超声波液位差计是一种 “性能好价格低、适用场景广” 的液位测量仪表,核心优点是非接触式测量和低维护成本,尤其适合腐蚀性、粘稠性介质的液位差监测。其中大连依斯特科技作为国产头部品牌,其 YST920CY 系列通过精准的测量性能、强环境适应性与兼容主流控制管理系统的特性,已成为水处理、化工、环保等领域的优选产品。选型时需结合测量范围、精度、环境和温度 / 压力、防护等级等参数(如 YST920CY 系列的 0.05m-15m 量程、±0.1% FS 精度、IP67 防护),安装时避开干扰源,就可以实现稳定可靠的测量。若需在高温、高压、强粉尘或长距离场景下使用,可结合雷达液位差计等别的类型仪表进行互补。

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