超声波液位传感器
超声波液位传感器
超声波液位传感器
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编辑本段简介
超声波液位传感器集非接触开关，控制器，变送器三种功能于一身，适用于小型储罐，EchoPod 超声波液位传感器灵活的设计可以应用于综合系统或者替代浮球开关、电导率开关和静压式传感器，也适用于流体控制和化工供料系统的综合应用，超声波液位传感器对于机器，刹车等设备的小储罐的应用也是很好的选择，PVDF的传感器可以适用于泥浆，腐蚀性介质，超声波液位传感器广泛应用于各种常压储罐，过程罐，小型罐和小型容器，泵提升站，废水储槽等。
康纳森超声波液位传感器
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编辑本段特点
超声波液位传感器还有以下特点：
□ 超声波液位传感器的量程为1.25米
□ 超声波液位传感器DL10 输出4~20mA
□ 超声波液位传感器DX10 输出0-5V电压信号
□ 超声波液位传感器探头材质PVDF,耐酸碱腐蚀
□ 窄声束角0度，支持静管技术
□ WebCal软件标定，防护等级IP67
编辑本段技术参数
超声波液位传感器参数如下：
量程： 1.25m精度： 3mm分辨率： 0.5mm声束宽度：5cm死区: 5cm 供电电压： 24vdc(环路)温度补偿：全量程自动环绕阻抗：400ohms@24vdc 信号输出：DX10:0-5V,0-10V, DL10:4~20mA标定： WebCal PC 软件，USB 标定失效诊断： 4 mA,20 mA,21 mA,22mA，或者保持当时数据过程温度：－20℃ to 60℃压力：大气压防护等级：NEMA 4X (IP65)外壳材料： PC/ABS FR探头材料： PVDF过程连接：1"NPT(1"G)螺纹电缆长度： 1.2米电缆材料：PVC延时：可选类别：普通认证：CE。
超声波液位探测传感器使用手册
超声波液位探测传感器使用手册一、产品阐述：深圳电进联公司设计生产的超声波液位探测传感器，采用超声波穿透技术，实现对容器内的液体高度非接触探测，把液体高度值转化成电信号输出。
实物图应用示意图二、产品特点1、实现非接触探测，不接触被测液体2、实时输出液体高度值，精度高3、适用各种不同材质的液体4、适用各种材质、厚度的容器5、体积小巧，安装方便，适用各种液体探测场合6、产品品质稳定，抗干扰能力强三、适用范围本产品适用于各种液体实时探测，特别适合对不能接触液体进行的探测。
已经广泛应用于，饮料生产、家用电器、医疗设备、饮水设备、化工设备、工业自动化、各行业危险液体物品探测。
四、电器参数备注：1、5V供电，IS工作周期测试所得数据。
2、常温下IOmm厚度钢板容器，容器直径40Omm测试水所得数据。
3、常温下IOmnl厚度钢板容器测试水所得数据，H表示当前液位高度。
4、探头外壳、输出引线符合IEC61000-4-2标准。
六、接线引脚定义七、品质参数1、额定环境条件备注：a、环境温度在0-39C时，湿度最高值为90%（不凝露）b、环境温度在40-5（TC时，湿度最高为当前温度下自然界最高湿度（不凝露）2、额定电气条件八、数据输出格式1、UART通信说明注：校验和只保留累加数值的低8位；SUM=(帧头+DataH+DataD&OxOOFF=(OXFF+0X07+OXAD&OxOOFF=0XΛ7;液位值=Data,H*256+Data_L=0X07Al；转换成十进制等于1953：表示当前测量的量程值为1953亳米。
九、LED指示灯状态说明1、LED长亮：模组通电但没有探测到液体。
2、LED慢闪：模组探测到液体时，LED指示灯以每秒1次频率闪烁。
十、可靠性测试条件十一、注意事项1、产品实际应用中，液体容器所用的材质、容器的厚度会导致不同的盲区。
2、产品实际应用中，在有效探测量程内，液面晃动会导致探测数偏离。
液位传感器的种类
液位传感器的种类一、液位传感器概述液位传感器是一种用于测量液体或液态物质深度的传感器。
它广泛应用于工业生产、环境保护、医疗卫生等领域，对于监控液体的存储、流动和消耗等方面具有重要作用。
液位传感器具有多种类型，各有其独特的原理和应用范围。
二、液位传感器的种类与工作原理1.电容式液位传感器电容式液位传感器是利用电容器原理工作的。
在传感器内部，有一个电极和导电的液体介质。
当液位发生变化时，液体的介电常数会发生变化，从而影响电容器中的电容值。
通过测量电容值的变化，可以计算出液体的深度。
这种传感器具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，但容易受到温度、压力等因素的影响。
电容式液位传感器的具体工作原理如下：在传感器内部，有一个电极和导电的液体介质。
当液位发生变化时，液体的介电常数会发生变化，从而影响电容器中的电容值。
通过测量电容值的变化，可以计算出液体的深度。
2.超声波液位传感器超声波液位传感器是利用超声波的反射原理来测量液位。
在传感器内部，有一个超声波发生器和接收器。
当超声波发生器发出超声波时，它会在液体表面产生反射，然后被接收器接收。
通过测量超声波在空气中传播的时间，可以计算出液体的深度。
这种传感器具有非接触、测量精度高、适用范围广等优点，但受环境噪声和气体影响较大。
超声波液位传感器的具体工作原理如下：在传感器内部，有一个超声波发生器和接收器。
当超声波发生器发出超声波时，它会在液体表面产生反射，然后被接收器接收。
通过测量超声波在空气中传播的时间，可以计算出液体的深度。
3.光学式液位传感器光学式液位传感器是利用光的折射、反射、干涉等原理来测量液位的。
常见的光学式液位传感器有光纤液位传感器和激光液位传感器。
当光线通过液体时，会发生折射和反射现象，通过测量光线的折射和反射情况，可以推算出液体的深度。
这种传感器具有非接触、测量精度高、耐腐蚀等优点，但容易受到液体颜色、透明度等因素的影响。
光学式液位传感器的具体工作原理如下：在传感器内部，有一个光源和一个光接收器。
液位传感器工作原理
液位传感器工作原理液位传感器是一种用于测量液体高度或者液体界面位置的设备。
它们在许多工业和商业应用中起着重要作用，例如油罐、水箱、化学槽等。
液位传感器的工作原理可以分为以下几种类型：1. 浮子式液位传感器：浮子式液位传感器是一种常见的液位测量设备。
它由一个浮子和一个浮子杆组成。
浮子的浮力受液体的压力影响，从而改变浮子的位置。
浮子杆与浮子连接，并通过机械传动装置将浮子的位置转换为电信号。
这种传感器适合于液体水平变化较大的应用。
2. 电容式液位传感器：电容式液位传感器利用电容原理来测量液体的高度。
它由两个电极组成，其中一个电极位于液体中，另一个电极位于液体上方。
当液体的高度改变时，电容值也会随之改变。
通过测量电容的变化，可以确定液体的高度。
这种传感器适合于液体介电常数较大的应用。
3. 压力式液位传感器：压力式液位传感器利用液体的压力来测量液位。
它通过将传感器底部的压力与大气压力进行比较来确定液位的高度。
液体的压力与液体的高度成正比，因此可以通过测量压力来确定液位的高度。
这种传感器适合于高温、高压或者腐蚀性液体的测量。
4. 超声波液位传感器：超声波液位传感器使用超声波技术来测量液位。
它通过发射超声波信号并接收反射的信号来测量液体的高度。
超声波的传播速度与液体的密度和温度有关，因此可以通过测量超声波的传播时间来确定液体的高度。
这种传感器适合于需要非接触式测量的应用。
5. 漏斗式液位传感器：漏斗式液位传感器是一种特殊的液位传感器，适合于粉状或者颗粒状物料的测量。
它由一个漏斗和一个压力传感器组成。
物料从漏斗中流出时，压力传感器测量物料的分量并将其转换为液位信号。
这种传感器适合于粉状物料的库存管理和流量控制。
以上是几种常见的液位传感器工作原理。
根据不同的应用需求，选择合适的液位传感器可以提高生产效率、确保安全性，并实现准确的液位测量。
TUB系列超声波传感器在车辆油耗监管中的应用与解决方案
车辆油耗监管解决方案一、背景介绍随着物联网技术的发展及北斗/GPS应用的普及，再通过本公司独有的数字信号处理技术，为车队管理者提供了详尽的行驶和油耗分析报告。
企业车队管理面临的困难：1、企业日常运营中的车辆调度难；2、车辆燃油消耗在企业运营费用中占比较高；3、存在内外部偷油事件发生，无法有效防止偷盗行为；4、管理效率低下，无法同时管理多台在外工作的车辆。
二、车队油耗解决方案本方案将高精度的超声波液位传感器、稳定可靠的北斗/GPS车机终端设备以及功能齐全的远程车辆监测系统平台组成的车队管理系统提供给客户。
在每台车辆的油箱底部安装超声波液位传感器，利用高灵敏度和高精确度的液位监测设备，实时采集油箱内液位数据，再通过车载终端设备迅速、稳定地传输至车辆远程监控平台，实时监测车辆状态、随时查看车辆历史轨迹，并生成专业详细的数据报表，为企业的车辆管理提供准确的数据支持；平台还具备预警功能，实时监测车辆油量数据、车速情况等，遇到异常情况将立即触发自动报警机制，从而确保车辆油耗管理的智能化和安全性，实现了企业对车辆油耗的全方位监控与高效管理。
1、实时监测油量消耗情况，减少燃油消耗支出；2、预警系统，监测油耗、车速等，遇到异常事件及时预警规避风险；3、可随时查看车辆轨迹，及时优化工作路线；4、规范司机驾驶行为；5、提高管理效率，降低运营费用。
三、应用产品介绍（一）超声波液位传感器-TUB1、产品概述超声波液位计是一款外贴式的液位测量传感器，用于测量油箱、罐体、容器里面的液位高度。
利用超声波探测原理来检测油箱油位高度，再通过智能处理将油位高度值转化为油量值，通过北斗/GPS 发送到系统平台，将油量数据传入后台监管系统，达到实时监控车辆油耗目的。
目前产品主要运用于车辆管理,用来实时监控油箱油量液位的变化数据，可用于防范偷油、优化运营成本、辅助统计决策等；同时此产品也可运用于化工、水利、储罐等有液位检测需求的领域。
产品图片产品尺寸2、工作原理超声波液位计是利用超声波的回波测距原理，传感器安装在油箱底部的外面，从底部发出超声波信号,遇到油面反射回来,再根据时间与速度算出液位高度。
超声波液位传感器-说明书
超声波液位传感器-说明书
超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。
在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。
由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。
技术参数信息
量程4/7/10/15/20/25m（根据具体产品定制）
电源24VDC/220VAC
输出4-20mA/232/485/HART协议/0~10V（开关量选配）精度0.25~0.5%
接线二线/三线/四线
环境温度-20~60℃
安装尺寸⊙68~70mm（默认螺纹G2）
防护等级IP65。
超声波传感器原理以及液位测量的完整实例讲解含原理图
一、超声波传感器
1、相关知识：
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
1、工作原理：
超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。
这里主要分析一下压电晶体材料的超声波传感器，压电晶体材料的超声波传感器主要应用了某些特殊材料的压电效应和逆压电效应的特性，也就是超声波传感器的发送器和接收器两部分，发送时，在压电晶体端通上高压500V以上的高压脉冲，利用逆压电效应的特性，使晶片发射出一束频率落在超声波范围内、持续时间很短的超声振动波，超声振动波到达被测物体底部后，超声波绝大多数
能量被界面所反射，反射波经过短暂的时间回到压电晶片，利用压电效应，晶片将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。
所以液位H为：
H=H2-H1
通过如上的简单计算即可测得液位的高度。
4、超声波传感器的常见分类：
一、根据使用方法：可分为收发一体型、收发分体型（收发各一
只）；
二、根据结构来分：可分为开放型、防水型、高频型等；
三、根据使用环境：可分为空气中和水声换能器；等等。
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
超声波液位传感器的使用注意事项
1.如果是在室外使用超声波液位传感器，我们建议大家在超声波液位传感器计上安装一个遮阳板，这样可以有效地阻止阳光对仪器的直接照射，保护好超声波液位传感器计，从而延长了超声波液位传感器计的使用寿命。
2.在安装和使用超声波液位传感器的时候要注意其电线和电缆的保护，一定不要让它们接触到水，随时看看其密封性有没有被损坏。
虽然说超声波液位传感器计自身有防雷的设计，但是尽量还是不要再多雷的地方使用，可以在超声波液位传感器计上安装一些防雷的装置。
3.不要在特别寒冷或者是炎热的地方使用超声波液位传感器，如果不得已需要在一些室内外温差比较大的环境中使用，那么最好是做一些防高温或者是放低温的保护措施。
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液位传感器的原理
液位传感器的原理液位传感器是一种能够实时监测液体高度的设备，常用于工业控制、流量测量以及油罐等技术领域。
其工作原理基于液体与空气或固体的物理性质的差异。
液位传感器的基本原理是通过测量液位高度来检测液体是否存在或容器内液位高度的变化，将液体变换成电信号进行传输，从而实现对液位高度的测量和控制。
常用的液位传感器主要分为电容液位传感器、超声波液位传感器和压力液位传感器等多种类型。
下面将详细介绍这三种液位传感器的工作原理。
一、电容液位传感器电容液位传感器是最为常见的一种液位传感器，根据电容原理进行测量并输出电信号。
它具备精度高、使用寿命长、结构简单、使用方便等特点，在工业控制、流量检测、仪表仪器等领域被广泛应用。
电容液位传感器主要由两个电极组成。
一个电极固定在容器底部，另一个电极位于容器上部。
当容器内液位升高时，形成一层液体即使两个电极之间的距离缩小。
将电容液位传感器中的电极分别连接到电源上，两个电极之间的电容值与液位高度成反比例关系。
因此，当液位上升时，两个电极之间的电容值将减小，传感器将输出一个电信号并加以放大。
当输出信号的值超过预设值时，传感器将触发报警装置。
液位传感器的电容值关系式为：C=εS/D，其中ε为介电常数，S为电容极电极面积，D为极距。
二、超声波液位传感器超声波液位传感器是基于超声波传播原理而设计的一种液位传感器。
它将超声波信号引入液体中，利用超声波被反射的时间计算容器内液面的高度，从而实现对液位的监测。
当超声波传感器被放置在一个容器的上部时，它会向下发出一束超声波。
当超声波遇到液体表面，一部分能量都将被反射回来，并被传感器接收。
接收到反射回来的信号后，传感器内部的处理器会精确计算从发射到回波接收所经过的时间。
当时间被量化之后，传感器就可以准确地测量液面高度。
此时，可以得到的液面高度是整个容器的高度减去传感器到容器底部的高度。
可以通过校准传感器到容器底部的距离，使传感器直接输出液位高度的实际值。
液位传感器 原理
液位传感器原理
液位传感器是一种用于测量液体高度或液位的设备。
它的原理多样，常见的原理可以分为压力测量法、雷达测量法、超声波测量法和电容测量法。
压力测量法利用测量液体对传感器施加的压力来确定液位的高度。
传感器通常被安装在液体容器的底部，液体的重力会使得液体对传感器施加一个压力。
测量并转换这个压力，可以确定液位的高度。
雷达测量法使用雷达原理来测量液体的高度。
传感器发射无线电波，并接收反射回来的波。
根据波的传播和反射的时间差，可以计算出液体的高度。
超声波测量法利用超声波在液体和空气之间传播的速度差来测量液体的高度。
传感器发射超声波，并接收超声波的回波。
根据回波的时间差和超声波传播速度，可以计算出液体的高度。
电容测量法利用液体和电极之间的电容变化来测量液体的高度。
传感器将液体作为电容器的介质，当液位改变时，液体和电极之间的电容会发生变化。
通过测量电容的变化，可以确定液体的高度。
以上是常见的液位传感器原理，不同的原理适用于不同的应用场景。
液位传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、液体储存等领域。
超声波液位原理
超声波液位原理一、简介超声波液位原理是一种使用超声波技术进行液位测量的方法。
它通过发射超声波脉冲，测量超声波从液位到传感器的回程时间，从而确定液位高度。
本文将深入探讨超声波液位原理及其应用。
二、原理超声波液位测量原理基于声学原理和物理原理。
其基本原理如下： 1. 发射超声波：传感器中的发射器会发射超声波脉冲。
2. 超声波传播：超声波经由传感器发出，在介质（液体）中传播。
3. 超声波反射：当超声波遇到液位时，部分能量被反射回传感器。
4. 接收超声波：传感器中的接收器接收反射回来的超声波。
5. 时间测量：通过测量超声波从发射到接收的时间，计算液位高度。
三、优点超声波液位测量具有以下优点： - 非接触式测量：超声波传播过程中无需与液位直接接触，避免了接触式测量可能带来的腐蚀和污染问题。
- 高精度：超声波液位测量精度高，通常可达毫米级别。
- 宽测量范围：超声波液位传感器能够测量不同液位范围，适用于多种应用场景。
- 反应速度快：超声波液位传感器的响应速度快，可以实时监测液位变化。
四、应用超声波液位测量广泛应用于各个领域，包括但不限于以下方面：1. 工业生产•液体储罐测量：超声波液位传感器可以用于测量各种类型的储罐中的液体水平，帮助进行库存管理和生产计划。
•加工过程控制：通过实时监测液位变化，超声波液位传感器可用于控制工业加工过程，确保液位的准确控制和稳定性。
2. 环境监测•污水处理：超声波液位传感器可以用于监测污水处理设施中的液位，帮助监控处理过程和预防溢流。
•水资源管理：通过测量水位变化，超声波液位传感器可用于监测水库、河流等水资源的变化情况，为水资源管理提供数据支持。
3. 石油化工•储罐液位监测：石油化工行业中的储罐液位监测是重要的安全措施，超声波液位传感器可以提供准确的液位数据，帮助预防溢出和漏油事故。
•管线监测：超声波液位传感器也可用于监测石油化工管线中的液位，确保管线运行的安全和可靠性。
液位传感器工作原理
液位传感器工作原理液位传感器是一种用于测量液体或固体物质的高度或深度的设备。
它们广泛应用于工业控制、环境监测、流量计量等领域。
液位传感器的工作原理可以分为多种类型，包括浮球式、超声波式、电容式、电阻式等。
1. 浮球式液位传感器：浮球式液位传感器通过一个浮球来检测液位的高低。
浮球随着液位的变化而上下浮动，通过与传感器内部的磁性组件相互作用，产生电信号。
这个信号经过放大和处理后，可以转化为液位的高度或深度。
2. 超声波式液位传感器：超声波式液位传感器使用超声波来测量液位。
传感器发射超声波脉冲，并接收反射回来的波。
根据波的传播时间和速度，可以计算出液位的高度。
这种传感器适用于不同介质和复杂环境。
3. 电容式液位传感器：电容式液位传感器利用电容的变化来测量液位。
传感器由两个电极组成，一个是固定的，另一个是浸入液体中的。
液体的介电常数会影响电容值，通过测量电容值的变化，可以确定液位的高度。
4. 电阻式液位传感器：电阻式液位传感器利用液体的电阻变化来测量液位。
传感器由两个电极组成，一个是固定的，另一个是浸入液体中的。
液体的电阻值随着液位的变化而变化，通过测量电阻值的变化，可以确定液位的高度。
液位传感器的选择取决于应用的具体要求和环境条件。
不同类型的液位传感器具有不同的优缺点，例如浮球式传感器适用于较小的容器，而超声波式传感器适用于大容量的液体测量。
在工业控制中，液位传感器可以与其他设备和系统集成，实现自动化控制和监测。
例如，在液体储罐中使用液位传感器可以实时监测液位的变化，并根据需要自动控制液体的供给或排放。
总之，液位传感器是一种重要的测量设备，通过不同的工作原理实现对液体或固体物质液位的准确测量。
其应用广泛，可以提高工业生产效率，优化资源利用，保障安全环保。
管道液位传感器原理
管道液位传感器是一种用于测量管道或容器中液体高度的设备。
它的工作原理通常基于压力、电容、超声波或雷达等不同的物理原理。
1. 压力型液位传感器：这种传感器基于液体对传感器下方的压力的影响来测量液位。
通过将传感器的一个端口连接到管道或容器内部，液体的压力会导致传感器膜片或细管发生弯曲或变形，从而产生相应的压力信号。
这个信号可以转换为液位值。
2. 电容型液位传感器：电容型液位传感器利用液体与电极之间的电容变化来测量液位。
传感器中包含两个或多个电极，其中一个电极固定在容器壁上，另一个电极则与液体相接触。
液体的电容与液位相关，因此通过测量电容的变化，可以确定液位的位置。
3. 超声波液位传感器：超声波液位传感器利用声波在液体和气体之间传播的特性来测量液位。
传感器发射一束超声波脉冲，并测量波从传感器发射到液面反射回来的时间。
通过计算时间和声速，可以确定液位的高度。
4. 雷达液位传感器：雷达液位传感器通过发送微波信号并接收其反射信号来测量液位。
传感器发射一束微波脉冲，并测量信号从传感器到液面反射回来的时间。
通过计算时间和速度，可以确定液位的高度。
这些是常见的管道液位传感器工作原理，每种原理都有其优势和适用范围。
在选择液位传感器时，需要考虑实际应用环境、液体性质、测量精度要求等因素。
超声波液位计原理
超声波液位计原理介绍超声波液位计是一种广泛应用于工业控制领域的仪器，用于测量液体或固体物体的高度或液位。
它利用超声波在空气和液体之间的传播速度差异，通过测量超声波的往返时间来计算出液体或固体物体的距离或液位。
工作原理超声波液位计的工作原理基于超声波的发送和接收，以及超声波在介质中的传播速度。
1.发送超声波：超声波液位计中的传感器会发送一束超声波信号。
这个超声波信号的频率通常在20kHz到200kHz之间，一般为40kHz。
这个频率的超声波在空气中能够传播很远，并且不会对人体产生伤害。
2.超声波的传播：一旦超声波信号被发送出去，它会以声速传播到液体表面，并经过液体之后继续传播到目标物体的表面或者反射回来。
在液体中超声波速度的传播速度通常是在1500 m/s 至 3400 m/s 之间，这个值可以根据液体的种类和温度而有所变化。
3.接收超声波：当超声波信号到达目标物体的表面后，它将会被反射回来。
超声波液位计中的传感器会接收到这个反射回来的超声波信号。
4.计算液位：通过测量超声波的往返时间，可以得到超声波在空气中传播的时间和在液体中传播的时间。
根据超声波在液体中的传播速度和往返时间，可以计算出液体的高度或者液位。
公式如下所示：液体高度 = (超声波往返时间 × 传播速度) / 2优点超声波液位计具有以下几个优点：1.非接触式测量：超声波液位计的传感器与液体之间不需要直接接触，因此可以避免传感器的损坏和液体的污染。
2.高精度测量：超声波液位计的传感器可以提供高精度的液位测量结果，通常在毫米或厘米级别。
3.可靠性强：超声波测量不受液体的颜色、透明度和波动等因素的影响，因此可以适用于不同类型的液体。
4.安装简便：超声波液位计可以通过固定在容器或管道的外壁上进行安装，不需要涉及复杂的安装步骤。
5.应用范围广：超声波液位计可以广泛应用于各种工业领域，例如化工、制药、食品等。
适用场景超声波液位计适用于以下场景：1.液体或固体物体高度测量：例如储罐、槽和容器等。
超声波传感器故障排除
超声波传感器故障排除
超声波传感器是一种将传感器与电信号处理结合在一起的超声波液位传感器。
它用来测量敞开或密封容器中的液体液位。
传感器由探头发射一系列超声波脉冲，而超声波脉冲遇到液面后返回，被传感器接收，转换成可显示的距离，并转变为电流输出。
1、计算机采集不到传感器信号，液晶显示屏没有显示。
正常情况
下，传感器液晶显示屏显示探头至液面的距离。
故障判断：
⑴传感器供电不正常，可用万用表测量，按要求应为10~30V直流电（开关电源提供+24V）。
⑵电源和信号接反，传感器接线柱有+、-标志，一般信号线红色为电源+，兰色为信号+。
⑶线路存在断路点。
故障排除：
⑴提供规定的合适供电电源；
⑵正确连接传感器与信号电缆；
⑶查找断路点，修复或更换。
2、传感器不正常工作，液晶显示屏显示的距离变化较大。
故障判断：
⑴液面波动较大或泡沫过多，传感器探头周围存在干扰源，影
响超声波的发射和接收；
⑵井场存在强电磁场；
⑶探头有泥污，影响超声波的发射和接收，肉眼观察即可判断。
故障排除：
⑴改进安装位置，远离干扰源；
⑵良好接地或提供屏蔽装置；
⑶清除探头泥污。
超声波液位传感器问题解决方案
超声波液位传感器问题解决方案第一种：现场容器内有搅拌，液体波动比较大，影响超声波液位计测量。
现象：无信号或数据波动大。
缘由：超声波液位计所说的几米的测量距离是指安静的水面。
例如量程为5米的超声波液位计，一般表示测量安静水面的最大距离为5米，实际出厂时会达到6米。
当容器内有搅动时，水面不安静，反射信号会减弱到正常信号的一半以下。
解决方案：1、选用量程较大的超声波液位计。
假如实际量程为5米，则使用10米或15米超声波液位计进行测量。
2、假如不换超声波液位计，而罐内的液体是非粘性的，也可以安装波导，将超声波液位计的探头放在波导内，测量液位计的高度，由于波导内的液面基本稳定。
3、建议将两线制超声波液位计改为四线制。
其次种：液体表面有泡沫。
故障现象：超声波液位计始终搜寻，或显示“丢波”状态。
缘由：泡沫明显汲取超声波，导致回波信号特别微弱。
因此，当超过40-50%的液体表面被泡沫掩盖时，超声波液位计发出的大部分信号将被汲取，导致液位计接收不到反射信号。
这与泡沫的厚度无关，而主要与泡沫的掩盖面积有关。
解决方案：1、安装波导，将超声波液位计的探头放在波导中测量液位计的高度，由于波导中的泡沫会削减许多。
2、更换雷达液位计进行测量。
雷达液位计可以穿透5厘米以内的泡沫。
第三种：现场水池或罐内温度高，影响超声波液位计测量。
故障现象：当水面靠近探头时，可以测量，但当水面远离探头时，则无法测量。
水温低时，超声波液位计测量正常，水温高时，超声波液位计无法测量。
缘由：液体介质在30-40℃以下一般不产生蒸汽和雾气。
高于此温度，易产生蒸汽或雾气。
超声波液位计放射的超声波在放射过程中会通过蒸汽衰减一次，从液面反射回来。
当它需要再次衰减时，##返回到探头的超声波信号特别微弱，因此无法测量。
而且，在这种环境下，超声波液位计探头简单消失水滴，会阻碍超声波的放射和接收。
解决方案：1、增加量程，罐体实际高度为3米，应选用6米至9米的超声波液位计。
超声波液位计的工作原理
超声波液位计的工作原理
超声波液位计是利用超声波传播的特性来测量液体的液位高度的一种仪器。
其工作原理基于超声波在液体和空气的界面上发生反射的特性。
具体的工作原理如下：
1. 发射超声波：液位计中的压电传感器会发射一束超声波信号，这个信号经过特殊的发射器将超声波转化成一串短脉冲信号，并通过传感器的控制电路发送至发射器。
2. 超声波传播：发射器向液体中发射的超声波信号会在液体与空气（或液体与液体）的交界面上发生反射。
一部分超声波信号被液体表面吸收，而另一部分则会继续传播。
3. 接收超声波：传感器的控制电路会接收到被液体反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。
4. 计算液位：接收到的电信号经过处理后，可以计算出超声波从发射到接收所经过的时间间隔。
由于超声波在空气和液体中传播速度是已知的，因此可以根据时间间隔和传播速度来计算出液体的液位高度。
需要注意的是，超声波液位计的测量精度受到多种因素的影响，例如液体的温度、压力、密度等。
因此，在使用超声波液位计进行液位测量时，需要根据实际情况进行相应的校准和修正。
超声波传感器-及液位检测-共23页PPT资料课件.ppt
相关知识
• 超声波是一种机械波，它方向性好， 穿透力强，遇到杂质或分界面会产生显 著的反射。利用这些物理性质，可把一 些非电量转换成声学参数，通过压电元 件转换电量。超声波传感器就是利用超 声波的特性，将非电量转换为电量的测 量装置。超声波传感器又称为超声波换 能器或超声波探头。
• 超声检测是一种无损检测。在工业中 广泛用于金属构件、混凝土制品、陶瓷 制品的探伤及厚度检测，此外在物位、 野味、流量、流速、防盗报警以及生活 中的其他许多领域，超声波的应用也越 来越广泛。
• 安装测量探头处的容器壁要求能够良好的 传递信号的硬质材料制成。例如：碳钢、不锈 钢、各种硬金属、玻璃钢、硬质塑料、陶瓷、 玻璃、硬橡胶等材料或其复合材料。安装测量 探头处的容器壁若为多层材料，则层间应紧密 接触，无气泡或气体夹层，该处容器壁的内外 表面应平整。例如：硫化硬橡胶层、不锈钢衬 层、钛衬层等。
正比。及声速为 U=λf 式中，λ为超声波 的波长;f为超声波的频率。
2.反射与折射
通过两种不同的介质时，超声波产生反 射和折射现象。但当它由气体传播到液体或 固体中，或由固体、液体传播到气体中时， 由于介质密度相差太大而几乎全部发声反射 。
•
。
• 3.声波的衰减
• 通过同种介质时，超声波随着传播速度的 增加，其强度因介质吸收能量而衰减。
一、超声波传感器的外形结构和特性
• （一）超声波传感器的外形
• （二）超声波传感器的特性
• 特点：
•
超声波传感器具有小角度、小盲
区、测量准确、无接触、防水、防腐
蚀、低成本等优点。可应用于液位、
物位检测，可保证在液面有泡沫豁达
的晃动、不易检测到回波的情况下有
稳定的输出。
液位传感器种类
液位传感器种类导言液位传感器是一种用于测量液体高度、深度或面积的设备。
液位传感器种类繁多，根据其工作原理、测量方式和应用场景的不同，可以分为多种类型。
本文将介绍几种常见的液位传感器种类及其特点。
浮子液位传感器浮子液位传感器是一种通过浮力原理来测量液位高度的传感器。
它通常由浮子、导向管和传感器组成。
当液位上升时，浮子也随之上升，传感器通过检测浮子位置的变化来确定液位高度。
这种传感器简单、易于安装，适用于液位测量要求不是很高的场景。
压力液位传感器压力液位传感器是一种通过测量液体压力来确定液位高度的传感器。
当液位上升时，液体所施加在传感器上的压力也会相应增加。
传感器通过测量液体对其施加的压力来计算液位高度。
这种传感器精度高，适用于对液位测量要求较高的场景。
电容液位传感器电容液位传感器利用电容原理来测量液体的液位高度。
传感器内部包含电容元件，当液位上升时，液体和电容元件之间的电容值会发生变化，传感器通过测量电容值的变化来确定液位高度。
这种传感器具有快速响应、精度高的特点，适用于一些对液位变化要求较为敏感的场景。
超声波液位传感器超声波液位传感器是一种利用超声波技术来测量液位高度的传感器。
传感器向液体发射超声波信号，当信号遇到液面时会发生反射。
传感器通过测量超声波信号的来回时间来计算液位高度。
这种传感器不受液体性质的影响，适用于一些特殊液体的测量场景。
光学液位传感器光学液位传感器是一种通过光学原理来测量液位高度的传感器。
传感器通过光学传感元件检测液位高度，根据光线的传播情况来确定液位高度。
这种传感器适用于一些对液位变化敏感、要求不接触液体的场景。
总结不同类型的液位传感器在液位测量的精度、适用场景和安装方式上都有所不同。
选择合适的液位传感器可以更准确地获取液体液位信息，满足不同场景下的液位监测需求。
在实际应用中，根据具体的测量要求和环境条件，选择最合适的液位传感器类型非常重要。
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课程：矿用传感器与自动检测题目：超声波位移传感器的研究设计1 绪论超声波检测技术是一种典型的非接触测量方式,它基于电子学、材料学、物理学等,应用非常广泛。
作为波的一种,超声波具有波的所有性质。
超声波检测是通过超声波产生、在介质中传播及接收超声波回波的物理过程来实现的。
超声波是由机械振动产生的,可在不同介质中以不同的速度传播。
在空气介质中,光线、粉尘、烟雾、电磁干扰和有毒气体几乎对超声波测距传感器的性能没有影响,而且超声波测距传感器价格低廉、使用方便。
因此,在液位测量、工业自动控制、建筑工程测量、移动机器人视觉识别、汽车倒车防撞系统等许多领域,都得到了非常广泛的应用。
2 超声波测距的基本理论声波是一种机械波,它可以在气体、液体和固体等介质中传播。
超声波是指频率高于20KHZ,在弹性介质中传播的一种机械振荡。
正常人的听觉可以听到20赫兹(Hz)～20千赫兹(kHz)的声波,低于20赫兹的声波称为次声波或亚声波,超过20千赫兹的声波称为超声波。
超声波是声波大家族中的一员,和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内传播,是一种能量和动量的传播形式,其不同点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。
2.1 介质的超声波传播特性(1)声速如果忽略空气中的水蒸气和其他杂物的影响,超声波在常温下的传播速度是340m/S,空气中温度、湿度、压强等因素对超声波传播速度产生一定的影响,其中以温度的影响为大。
一般情况下,温度每升高1℃,声速增加约为0.6m/s。
波速随温度的变化情况如下表1所示:表1 波速随温度的变化表格-30 -20 -10 0 10 20 30 100 温度(℃)313 319 325 323 338 344 349 386 波速m/s空气中的声波传播速度可近似地表示为:c T+=331⨯4./12734≈.+331.（）s/Tm607式中,T为环境温度（℃）。
(2)声衰减声音衰减指的是声波在介质中传播时,因波束发散、吸收、反射、散射等原因,使声能在传播中减少的现象。
引起超声波衰减的主要原因是波束扩散、晶粒散射和介质吸收。
在平面波的情况下,距离声源X处的声压P和声强I的衰减规律为:xP-∂=ePxe=2II∂-其中，——声源x=0处的声压——声源x=0处的声强——系数，NP/cm (奈培/厘米)。
2.2 超声波换能器换能器(探头)是一种实现物理能量相互转换的器件,超声波探头可以将电能转换为声能,也可以将声能转换为电能。
实现能量的转换,所以,超声探头又称为超声波换能器,它既可以用来发射超声波,也可以用来接收,是超声波测距系统中的关键部件。
超声波换能器主要包括机械式超声波换能器、电动式超声波换能器和电声式超声波换能器三种。
其中,电声式超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。
根据不同的设计,超声波换能器的形状主要有柱型(前后金属盖板直径相同)、喇叭型(前盖板直径通过弧型过度缩小)、柱型中间有节等结构形状。
压电换能器是一种电声换能器,它是基于某些晶体的压电效应和逆压电效应来实现电与声能量转换的。
压电式超声波传感器主要由压电晶片组成,压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转换声能,同时它接收到超声波时,也可以将声能转换成电能。
压电式超声波传感器是利用压电晶体的谐振来工作的。
某些单晶材料的结构具有非对称特性,当这些材料受到外加应力作用而产生应变时,其内部晶格结构的变化(形变)会破坏原来宏观表现为电中性的状态,产生极化电场(电极化),所产生的电场(电极化强度)与应变的大小成正比。
这种现象称为正压电效应,它是由居里兄弟于1880年发现的。
随后,在1881年又进一步发现这类单晶材料还具有逆压电效应,即具有正压电效应的材料在受到外加电场作用时,会有应力和应变产生,其应变与外电场的大小成正比。
实验表明,在一定限度内的压电效应与逆压电效应是线性的。
这就是说,在压电效应时,压电晶体表面电荷密度与应变的大小成正比,当应变改变符号时,电荷也改变符号,在逆压电效应时,压电晶体在外电场作用下应变的大小与电场强度成正比,当电场反向时,应变也反向。
压电式换能器是利用某些单晶材料的压电效应和某些多晶材料的电致伸缩效应来将电能与声能进行相互转换的器件。
因其电声效率高、功率容量大以及结构和形状可以根据不同的应用分别进行设计,在功率超声领域应用广泛。
超声波压电换能器分为单探头和双探头两种方式。
单探头方式指的是超声波换能器既用来发射超声波又用来接收超声波的回波信号,即探头同时用于发射与接收。
在单探头工作方式下,当发射超声波时,需要对探头施加十几伏、几十伏甚至是上百伏的电压,使探头产生机械振动,这种机械振动通过压电晶片的振动,将机械能转换为声能,激发出超声波。
当开始接收超声波时,发射超声波而产生的余震不会立刻消失,发射信号的幅值相对于回波信号的幅值更加明显,使得接收端误将这种震动产生的波当成是回波而产生测量的失误,影响测量的准确性。
常规的做法是停止发射后,延迟一段时间,将这段余震的时间避开再开始接收回波,这就导致了盲区的产生。
双探头的工作方式是指发射超声波和接收超声波使用两个不同的探头。
从单探头盲区产生的这种层面上来分析,采用双探头的工作方式可以彻底消除盲区,并且可以增大测量的距离。
但是,在实际应用中,由于发射探头和接收探头间的距离很小,并且声波有衍射的特性,超声波发射探头发出的波可能不经过障碍物的反射,而直接绕道到接收探头上,造成了误报,因此,实际上盲区仍然是存在的。
压电换能器是超声波液位传感器的敏感元件,它利用压电效应与逆压电效应完成电能与机械能(声波振动)的转换。
选择合适的压电换能器是制作超声波仪器仪表的首要工作,需要考虑以下参数:压电换能器的耐压值、波束角、谐振频率、盲区、回波灵敏度。
2.3超声波测距原理超声波测距的方法有几种,相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。
相位检测法测量精度高,但检测范围有限；声波幅值检测法更易受到反射介质的影响；渡越时间检测法实现起来简单,成本低,可测距离范围较大。
渡越时间法在短距离范围内会有一定的盲区。
经过比较与分析,本文采用渡越时间法作为超声测距方法。
渡越时间法超声波测距,原理是测量出超声波从发射到经过障碍物反射的回波到达发射探头的时间,实际上是测量时间。
将超声波液位计安装于被测面上方，在单片机的控制下，探头向被测面发射一束超声波脉冲，声波在被测面表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。
从超声波发射到重新接收，其时间与探头至被测面的距离成正比。
设超声波从发出到遇被测面返回经历的时间为t,可由单片机定时器测出，即可得到液位超声波换能器把液位高度转换成4至20mA电流信号、1至5V电压信号输入单片机，由于温度对声速具有极大的影响，所以本设计采用DS18B20芯片测量环境温度，以修正声速。
3 超声波测距的总体方案设计3.1超声波测距误差来源的分析针对本课题所研究的高精度超声波测距系统,误差来源主要有:(1)启动发射和启动计时之间的偏差;(2)收到回波到回波被检测出的滞后;(3)收到中断到中断响应停止计时之间的滞后;(4)计时器本身的误差;(5)温度、压力、湿度对声速的影响。
大致为上述五个来源,逐一分析如下:第(1)项偏差源于单片机一次只能处理一件事,所以启动发射和启动计时实际上是先后完成的,存在时差,但只要指令速度足够快,其偏差可以忽略,即使需要弥补,也有可能。
第(2)项误差源于检测电路的灵敏度和判断偏差,从收到实际回波到电路确认并输出相应信号肯定存在滞后,这和检测电路原理、回波信号强弱以及判断电路的敏感性相关,准确检测回波到达时刻是超声波测距的核心。
因为如果灵敏度过高,则会将一些干扰信号误作为回波,导致测量出错,如果过低,又大大限制了检测距离,因为回波衰减是距离的平方关系。
这部分误差是导致数据不稳定的主要来源,因为判断滞后会随着回波的强弱而变化。
第(3)项误差源于单片机的中断机制,收到中断信号后,单片机不可能立刻响应,至少要完成当前的指令,有时还要等待其它中断服务结束,所以这个滞后时间也不确定,从而导致测量结果的变化。
但这个因素可以通过提高单片机速度,使用高优先级中断弱化之。
第(4)项误差源于计时器本身,由于目前多数使用晶体振荡器,其稳定度和准确度为20～50PPM级别,对于音速而言,其带来的误差在mm级(25us对应340m/s 的音速)。
为减小此项误差,应该提高计时的最小单位,从而降低量化误差,同时选用质量好的晶振。
第(5)项误差是源于环境的影响,由于温度、压力、湿度不同,音速会变化,计时的频率会变化,检测电路的灵敏度也会变化,所以比较复杂,但后两个变化似乎只能忽略,好在其影响量有限,通常可以借助温度补偿电路修正音速变化。
3.2 系统的总体设计思想3.3 超声波测距系统的硬件设计3.3.1单片机电路的设计由于P89LPC936单片机集成了看门狗、CCU 比较单元、模拟比较器、A/D 转换器等部件，因此简化了电路的设计，同时也节省了成本。
单片机采用+3V 供电，由稳压芯片HT7130提供，使用2.4576MHz 的晶振，每一个机器周期大约为0.8us 。
单片机的复位方式选择内部上电复位的方式，在选择内部复位时，Pl.5引脚仅作为一个输入引脚，接上拉电阻R9，在软件编写时配置UCFG1.6的RPE 位为0，即可使用内部上电复位。
下图3.1是P89LPC936单片机电路图。
图3.1 单片机最小系统原理图 3.3.2超声波发射电路超声波测距系统发射电路是由超声波激励电路和超声波换能器(探头)组成的。
超声波换能器是用来发射与接收超声波的器件,是组成超声波测距系统的最重要的组成部分,其性能指标直接影响到发射和接收超声波的特性,对超声波测距能力起到决定性的作用。
激励电路的作用是用来激励超声波换能器,将一定形式的电压激励信号加到换能器上,换能器的压电晶片将电能量转换成超声信号。
因此,激励信号也直接影响超声信号的特性。
超声波换能超声波收发单片机电路M-BUS 通信测温电路图3.2 超声波发射电路3.3.3超声波接收电路超声波接收电路的作用就是用来捕捉超声波回波信号,接收系统由两部分组成:其一是信号调理部分;其二是信号采集部分。
超声波传感器将超声回波信号转变成电脉冲信号,但是单片机无法直接采集该信号,因为超声波在传播传播过程中以及经不同介质的障碍物反射会有一定的损耗,回波信号幅值随着障碍物距离的增大而减小,因此在信号进入单片之前需要进行放大有效信号,滤除噪声和干扰,以达到最大的信噪比,从而能够得到准确的信息,最后经过比较整形后进入单片机。