US500系列一体超声说明书

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技术资料
一体化超声波位物位计
2007.12.21
US-500系列 US-501、US-502、US-503
US-500系列一体化超声波物位计采用最佳声学匹配技术和声智能 回波软件处理技术,可用于对液体、浆料及颗粒物料的物位进行 非接触式连续测量.
US-501
US-502 US-503
工作原理 产品特点
●
超声波物位计的工作是由换能器(探头)发出高 ● 微处理器程序控制，智能信号处理技术，可实现 频脉冲声波遇到被测物体(物料)表面反射折回, 多种工况软件处理模式，使超声波物位计能够适 部分反射回波被同一换能器接收,转换成电信 应固体、液体等多种工况。

号。

声波的传播时间与换能器到物体表面的距
离成正比。

声波传输距离S 与声速C 和传输时 ● LCD/LED 大屏显示，配有高低位双继电器报警。

间T 之间的关系可用公式表示：S=CXT/2。

● 由于超声波脉冲发射过程中的机械惰性占用了 ● 一体化型设计美观大方，安装方便，品种齐全， 传输时间，导致靠近换能器的一小段区域内反 配有：二线制和四线制接线方法。

射波不能被接收。

这个区域称为盲区。

盲区的 大小与超声波物位计的型号有关。

北京瑞普三元仪表有限公司
BEJING RIPENESS SANYUAN INSTRUMENTATION CO.,LTD
产品型号
●标准型:
二线制US-501T、US-502T、US-503T
四线制US-501U、US-502U、US-503U (四线制220V交流供电,可特殊定货)
●防腐型:二线制US-501TF
●本安型:二线制US-501TI、US-502TI、US-503TI
二线制US-501TFI
外形尺寸Array US-501T、US-501U
US-501TF
US-501TI、US-501TFI
见图1
US-502T、US-502U
US-502TI
见图2
US-503T、US-503U
US-503TI
见图3 图1
图2 图3
技术参数
量程 4m(液体)：US-501T/501U/501TF/501TI/501TFI
8m(液体)：US-502T/502U/502TI
20m(液体) 10m(固体)：US-503T/503U/503TI
盲区： 0.2m ：US-501T/501U/501TF/501TI/501TFI
0.3m ：US-502T/502U/502TI
0.8m ：US-503T/503U/503TI
精度：满量程的0.2%(空气中)
显示分辨率： 1mm ：US-501T/501U/501TF/501TI/501TFI
US-502T/502U/502TI
1cm ：US-503T/503U/503TI
显示形式： 4位LCD液晶显示; US-501U/502U/503U为6位LED数码管显示
输出信号： 4～20mA
输出负载： 0～500Ω
继电器输出：上限及下限控制(仅限四线制)
继电器模式：常开(仅限四线制)
继电器数量： 2个(仅限四线制)
继电器规格： 5A 250VAC/30VDC(仅限四线制)
参数设置： 3位有感按键
温度范围: -40ºC～+80ºC
温度补偿：全范围自动
压力范围：±0.1MPa
供电电源：二线制DC24V（±20%），30mA；
四线制DC24V（±10%），0.1A；〔四线制AC220V（±10%），0.05A可选〕电缆直径: Φ6～Φ12mm
单线线径：Φ0.5～Φ1.78mm
电缆装置： M20×1.5密封套
声波束角： 8º(3db) US-501T/501U/501TF/501TI/501TFI
US-502T/502U/502TI
5º(3db)US-503T/503U/503TI
检测周期： 1.5秒
外壳材料：铝表面喷塑
传感器材料： ABS/PVC 防腐型F46
保护等级： IP66
安装方式：螺纹、法兰或支架
探头加长： 20cm或订货确定（寒冷地区安装选用）
法兰标准（密闭容器）：GB9119.3-88
U-S501T/501U/501TF/501TI/501TFI型：最小内径65mm（DN65）
US-502T/502U/502TI型：最小内径65mm（DN65）
US-503T/503U/503TI型：最小内径200mm（DN200），接管长度小于200mm
外套管：当型物位计安装于容器开口处或安装于圆管内时，需要在探头上安装外套管，外套管有内螺纹，可直接安装在探头上.
外套管尺寸图
电气连接
US-501T/502T/503T/501TF
二线制接线端子图
US-501U/502U/503U
四线制DC24v供电接线端子图
（其中：端子DC24v-与4-20mA-及接大地端已内部连通）
US-501UA/502UA/503UA
四线制AC220v供电接线端子图
仪表工作状态及操作
显示方式
US-501T 、US-502T 、US-503T 和四线制220VAC 供电仪表为4位LCD 液晶显示.
US-501U 、US-502U 、US-503U 为6位LED 数码管显示
按键
仪表上有4个按键，功能如下：
SEL ：用于选择不同的显示内容或参数。

INC ：设置参数时对某一位值的输入，数字从0～9依此循环变化。

MOV ：设置参数时对某一位值的选择。

当选择到该位时，该位变暗，之后按INC 键修改其值。

R ： 按此键，仪表复位。

工作状态与参数设置
仪表有两种工作状态：测量状态和参数设置状态. 同时按下SEL 、MOV 键可切换进入这两种状态. 测量状态
在测量状态，仪表进行正常的物位测量，可按SEL 键切换显示物位值、空距值、温度值。

示例如下：（请注意标志符号）.
不管显示的内容为何种数值，仪表的电流输出始终为对应的物位值。

显示屏右侧有▲符号在闪动，表示有回波接收到 物位与空距的单位为米（m ），温度的单位为℃
仪表开机、复位或从参数设置状态退出后首先显示的是物位（液位、料位）。

不同型号的物位计的显示分辨率是不同的，请参见技术规格一节。

显示物位值 显示空距值 显示温度值
按SEL 键仪表可切换选择显示物位值、空距值、温度值。

单独按INC 键、MOV 键无效。

按键按下后应马上放开，仪表才能进行切换显示。

同时按下SEL 、MOV 键可切换进入参数设置状态。

h=H-d
图中符号;
B:盲区d:空距h:物距H:安装高度
参数设置状态
在该状态，仪表显示各种需要用户设置的参数，按SEL 键选择。

内容及标志示例如下：
安装高度：从探头发射面到容器底部的距离。

输出量程：被测物位的最大值，对应为20mA 的电流输出。

上限： 物位大于此值时，高位继电器接通。

下限： 物位小于此值时，低位继电器接通。

内部密码：输入正确值后，仪表进入内部工作参数设置状态。

用户不必设定该值，勿进入内部工作参数设置
状态。

应按SEL 键离开此参数。

或同时按下SEL 、MOV 键退出参数设置状态。

安装高度、输出量程必须设定，上限、下限可根据需要进行设定。

按SEL 键选择参数，按MOV 、INC 键修改。

修改之后应再按一次同时按下SEL 、MOV 键可退出参数设置状态，并存储参数
同时按MOV 、SEL 进入参数设置状态 按MOV 选择参数的位 按INC 改变该位的值
按SEL 存储上一参数，并进入下一参数 同时按MOV 、SEL 退出参数设置状态
开机及复位
仪表通电开机后，电流输出初始值为4mA ，继电器为开状态。

按R 键复位仪表时，其状态与开机时相同。

继电器工作
当物位大于上限值5秒或小于下限值5秒后，继电器工作，触点吸合，触点电流容量为5A 。

当物位小于 上限值5秒或大于下限值5秒后，继电器触点松开。

这一设计是为了防止液面或料面上下波动造成继电器反复开合，避免频繁开启泵或报警。

用于泵控制时， 应避免将继电器直接接入泵的供电回路。

校验
仪表可以垂直墙面进行测距校验。

但应注意，为提高测量稳定性，仪表内部设有检测窗口，超出检测窗口 的目标仪表需要有一个判断过程，因此，测量距离不能有0.5米/秒以上突变，因为仪表需要5秒左右的 反应时间，对由远及近的距离突变，仪表有时会出现错误。

距离的突变在实际测量的过程中通常是不存在的。

仪表安装
● 选择合适的安装位置是确保物位计正常工作的关键，安装时应保证换能器与被测物料之间的超声波束区 域内不存在任何障碍物。

● 超声波物位计的安装位置应保证换能器表面与最高料位之间的距离应大于盲区距离。

● 物位计的安装应尽可能使换能器的声波发射方向与物料表面垂直。

● 换能器发射的超声波束不得与加料料流相交。

如果是密闭容器，容器上的法兰应符合以下要求：
型物位计在如下情况下安装时，必须在探头上安装随机配件外套管。

1． 在容器法兰处安装
2． 在较厚的水泥板开口处安装
3． 在具有上抬沿的容器（池子）口处安装 4． 将探头置于圆管内安装
说明：当US-501/502型物位计探头侧面与其他物体相对较近，该物体对探头形成包围或与探头相对的面的面积较大时，将可能会产生近处声波反射，形成假信号，造成物位计不能正常工作，对于上述几种情况，必须在探头上安装外套管。

在容器法兰处安装 将探头置于圆管内安装
在具有上抬沿的容器（池子）口处安装在较厚的水泥板开口处安装
当US-503型物位计在容器法兰处安装、在较厚的水泥板开口处安装、在具有上抬沿的容器（池子）口处安装时，探头前端应从安装口处伸出来，即要求安装口的高度或厚度应小于探头的长度。

如下图所示：
加入塑料管使液位测量稳定料位测量时的仪表安装位置及角度
●若存在液面波动大，或有浮球、有阻挡声波的物体等情况，均可以向容器内加入一个塑料管，使声波仅在
塑料管内传播，保证测量稳定可靠。

要求塑料管内径大于65mm，内壁光滑、平直，从法兰口加至容器底部，
塑料管上下端侧面需各开一小孔，保证管内外料面一致。

同时对于US501型物位计必须在探头上安装随机配件外套管。

物位计加高安装时所用的对接管内壁要光滑，其内径应不大于容器法兰口内径。

●法兰式安装时，为物位计所配制的法兰盘应为塑料材质。

最好是在订货时说明安装法兰尺寸，由厂家直接配
制.
●寒冷地区安装使用时，应选用探头加长型的物位计，使探头伸入容器内部，避免结霜或结冰。

探头的加长长
度可订货时确定。

接线方法
接线时需将遮线板取下，露出整个接线端子。

端子下方有接线标示。

可使用“一”字小锣丝刀如下图所示进行插线。

通电工作
仪表通电后首先显示为HLUC，数秒钟后显示物位值，同时显示屏右侧有▲符号在闪动，表示有回波接收到。

物位计实际测量的是探头至液面或料面的距离，之后换算出液位或料位值，掌握这一原理很重要。

按SEL键可以查看测距值、温度值。

同时按下MOV、SEL键进入参数设置状态，设定安装高度、输出量程，设定完毕再按一次SEL键。

然后同时按下MOV、SEL键返回测量状态。

仪表将显示正确的物位值，同时输出正确的电流信号。

参数设定完毕，仪表正常工作后，应拧紧上盖, 拧紧电缆密封套,防止雨、水进入表内.
存储条件
环境温度：-10 至+60℃
相对湿度：小于90% RH
使用期限
在用户遵守使用要求、贮存、运输规定的条件下,自用户购进之日起,12个月内确因产品质量问题, 而不能正常工作时,本公司负责为用户免费修理,更换部件或整机。

产品配套:
产品附件--- M20X1.5 电缆密封套2套
随机文件---- 安装使用说明书,装箱单，合格证。

US-500系列一体化超声波物位计选型表
量程
1 液体：4m
2 液体：8m
3 液体：20m ；固体：10m
接线类型
T 二线制
U 四线制带2个继电器输出
探头材料
0 普通型：ABS/PVC
F 防腐型：F46
物位计类型
0标准型
I 本安型（仅限二线制）Ex ia ⅡB T5
特殊定货
四线制220VAC供电
三线制及其它量程可选
US-50。