一、泡沫工况信号抗干扰能力对比

1. 超声波液位计
   声波极易被水面、罐内泡沫层吸收，厚泡沫会大幅削弱回波强度，容易出现数值跳变、丢失液位信号；即便搭载滤波算法，面对持续厚重泡沫也难以稳定识别真实液面，仅适合泡沫稀薄的清水池。同时水汽会改变空气声速，进一步加大测量误差。
2. 雷达液位计
   微波穿透性更强，常规薄泡沫不会阻挡信号传输，高频型号可区分泡沫与介质分界面；仅极端厚泡沫、高密度发泡层才会产生轻微干扰，在曝气污水、发泡反应釜中稳定性更强。

二、高粉尘工况运行表现对比

1. 超声波液位计
   粉尘附着在探头表面会直接阻挡声波发射，积灰严重时完全无有效回波；粉料仓、水泥储罐等长期扬尘场景，需要高频吹扫清理探头，运维工作量大。
2. 雷达液位计
   天线表面少量浮尘对微波影响有限，光滑喇叭口、四氟波导不易挂灰，同等粉尘环境下信号衰减幅度更小，连续运行周期更长。

三、环境温湿度适配差异
粉尘、泡沫工况常伴随高温水汽，温度变化会直接改变声波传播速度，超声波液位计即便配备温度补偿模块，仍存在固有误差；微波传播几乎不受温度、水汽影响，温区适应范围更广。

四、安装与运维成本对比
二者均为顶部非接触安装，但超声波液位计探头需要定期吹扫、擦拭除垢除泡沫；雷达仅在粉尘结块严重时简单清理天线即可。在密闭扬尘、持续发泡工况下，超声波设备检修频次显著更高。

五、适用工况总结
泡沫厚、粉尘浓度高的储罐、污水池优先选用雷达液位计；泡沫少、粉尘轻微的清水水箱、小型水渠可选用超声波液位计，降低设备采购成本。

超声波与雷达液位计泡沫粉尘工况优劣对比解析最先出现在金湖凯铭仪表。

一、酸碱储槽工况选配难点
酸碱储槽工况区别于普通清水储罐，仪表适配门槛更高。首先介质腐蚀性极强，酸碱挥发雾气会持续侵蚀仪表金属部件与普通塑料材质，极易造成探头老化、信号失效；其次部分酸碱介质易挥发形成罐内雾气，会衰减声波传播，导致液位数据跳变、测量偏差；再者储罐运行存在温度波动，高温工况会加速普通仪表电路老化，一体式仪表无法适配高温腐蚀环境；最后化工罐区多为防爆高危区域，仪表电气部分需远离腐蚀、防爆区域，规避安全隐患，同时满足自动化中控监测需求。

二、分体结构选型核心优势
相较于一体式结构，分体式设计完美适配酸碱储槽恶劣工况。测量探头单独布置在储罐顶部接触腐蚀氛围，变送主机可安装在远离罐体、通风干燥的安全区域，彻底规避酸碱雾气、高温对电路主板的腐蚀损伤，大幅降低仪表故障率。同时分体结构布线灵活，适配封闭式储罐、密闭罐区的安装布局，后期检修仅需维护主机或单独更换探头，无需改动罐体结构，运维便捷性更高。

三、防腐材质精准选配标准
材质适配是酸碱储槽选型的核心关键，需根据介质酸碱度精准匹配探头材质，杜绝腐蚀渗漏、测量失效。弱酸碱、低盐分介质工况，优先选用PVDF防腐探头，耐候性强、不易结垢，性价比优异；高浓度强酸、强碱、含氟腐蚀介质，必须选用PTFE聚四氟乙烯全包覆探头，可耐受pH1~13全区间酸碱腐蚀，不吸附介质、不被溶胀侵蚀。
探头线缆需选用防腐专用护套，杜绝酸碱雾气腐蚀线缆外皮；安装支架统一采用316L不锈钢材质，配套四氟密封垫片，全程规避金属接触腐蚀，保障设备长期密封稳定。

四、量程盲区与工况参数选配要点
结合酸碱储槽罐体高度规范选型，量程需预留20%左右余量，覆盖储罐峰值液位，避免高液位贴近探头造成测量饱和。优先选用小盲区机型，适配中小型储槽低液位监测需求，杜绝底部液位监测死角。针对罐内挥发雾气、轻微蒸汽干扰的工况，需选配自带智能滤波、虚假回波过滤功能的机型，自动抵消雾气、轻微液面波动带来的信号干扰。
温度适配方面，常规酸碱储槽选用-20℃～70℃宽温机型；伴热保温储槽、高温酸碱工况，选用耐高温防腐探头，避免高温导致防腐层老化脱落，保障测量精度稳定。

五、防爆防护与电气选配规范
化工酸碱储罐区多属于2区防爆危险区域，挥发性酸碱雾气易形成高危环境，仪表需严格遵循防爆选型标准。防爆罐区选用本安型防爆配置，主机防爆等级不低于Ex ia IIC T6，杜绝电火花、静电积聚风险。整机防护等级探头不低于IP68、主机不低于IP65，可长期抵御罐区潮湿、腐蚀、粉尘侵蚀，适配户外、室内密闭罐区全场景。
布线采用屏蔽防腐电缆，单独穿管敷设，远离动力电缆规避电磁干扰，线缆接头做密封防腐处理，防止酸碱雾气渗入造成线路故障。

六、信号输出与自控系统适配
基础工艺监测、水泵联锁控制场景，标配4-20mA模拟信号，可直接接入PLC、控制柜，实现储罐高低液位自动报警、进料出料联锁启停。需要远程监控、厂区智慧平台联网的工况，选配RS485、HART通讯协议，支持液位数据实时上传、历史数据追溯、远程参数调试，适配化工自动化管控需求。仪表自带温度自动补偿功能，可修正温差、介质雾气带来的声波偏差，保障数据精准稳定。

七、安装与运维适配规范
安装点位优先选择储罐顶部平整位置，远离进料口、搅拌扰动区域，避免液面湍流、冲击波动干扰声波发射；探头垂直正对液面，与罐壁、护栏保持安全距离，规避杂波干扰。主机安装在通风干燥、无腐蚀气体的安全区域，缩短故障排查时长。
日常运维无需频繁拆机，仅需季度清理探头表面轻微结垢、附着物，检查线缆密封与防腐层完整性；年度校准液位精度，排查探头老化、密封失效隐患，可长期保障酸碱储槽液位监测稳定。

八、选配总结
酸碱储槽液位仪表选配核心围绕防腐材质适配、分体结构抗腐蚀、防爆合规、抗雾气干扰四大要点。分体式防腐监测结构针对性解决了酸碱介质腐蚀、雾气干扰、高温老化等行业痛点，安装灵活、运维简单、稳定性强，完全适配化工各类酸碱储罐常态化液位监测、自动化管控需求，是腐蚀工况高性价比的液位测量方案。

分体防腐超声波液位计酸碱储槽工况选配规范最先出现在金湖凯铭仪表。

1. 水体 / 液体表面干扰情况
   1）洁净清水、无泡沫无挥发药剂：标准普通超声探头即可稳定接收回波，无需额外配套辅件；
   2）轻度泡沫、少量水汽挥发的生活污水、综合废水：选用大功率超声波探头，提升声波穿透能力，减少信号衰减；
   3）厚泡沫、持续沸腾、大量白雾蒸汽反应池：超声波信号极易被吸收，回波微弱，测量误差大幅升高，不推荐选用，优先雷达、导波类液位仪表；
   4）液体飞溅、液面持续波动搅拌罐体：加长探头安装高度，增设导流缓冲挡板，降低液面波动带来的数据跳动。
2. 介质腐蚀特性与探头材质匹配
   1）清水、中性污水、油品：ABS 标准探头外壳；
   2）弱酸碱、轻度腐蚀化工废水：PTFE 防腐涂层探头；
   3）浓酸碱、高氯化物强腐蚀介质：全四氟一体式防腐探头，配套防腐密封线缆；
   强氧化性介质长期侵蚀非金属探头无适配方案时，更换其他液位测量设备。
3. 介质结晶、粘稠、悬浮物特性
   1）洁净低粘度液体无附着物：常规探头稳定使用；
   2）易结晶、胶质粘稠液体、高悬浮物污水：探头加装吹扫接口，定期空气吹扫清理结垢，避免探头结层遮挡声波；
   3）高浓度泥浆、大量沉淀污泥池：污泥堆积抬升池底易造成液位虚高，需同步搭配定期清淤方案，不适合长期无人值守高精度计量。
4. 挥发性可燃介质
   甲醇、汽油等易挥发易燃易爆液体储罐，选用本安防爆型超声波整机，密封探头杜绝气体渗入仪表内部。

二、一体式、分体式结构选型匹配

1. 一体式超声波液位计
   适配：安装空间充足、常温常压水池、室内清水池、小型污水调节池；结构简单，布线便捷，成本可控；
   局限：探头与主机一体，高温环境热量传导易损坏电路，不适用于高温密闭反应罐体。
2. 分体式超声波液位计
   适配：高温水汽池、密闭反应罐、户外暴晒点位；探头与变送器分离，主机可安置在常温安全区域，规避高温、水汽损伤电子元件；
   局限：需要敷设专用信号线缆，施工布线工序更多。

三、量程、盲区与容器尺寸匹配
1.小型集水井、药剂小储罐（测量高度＜2m）：短量程小盲区超声波，适配狭小安装空间；
2.常规污水池、清水储罐（2～10m）：标准中量程通用型探头；
3.大型水库、储水池、深基坑（10m 以上）：大功率远距离专用超声波液位计；
4.选型必须预留安全余量，探头安装高度严格避开测量盲区，罐内横梁、管道、搅拌桨等障碍物需偏心安装，防止声波反射产生虚假液位。

四、温度、压力工况匹配

1. 环境与介质温度
   1）常温敞开式水池：一体式标准机型；
   2）高温水汽、热水反应池：分体式搭配隔热加长接管，阻隔高温传导；
   3）北方冬季露天水池、低温环境：选用低温适配型仪表，配套探头保温护套，防止探头表面结冰失去回波。
2. 容器承压条件
   1）常压敞开水池、半敞开储罐：常规常压超声波；
   2）密闭低压罐体：选用密封法兰安装型超声波液位计；
   高压密闭容器内部声波传播环境不稳定，超声波测量稳定性差，优先更换导波雷达。

五、现场环境与防爆电气配置
1.普通给排水厂房、无挥发危化介质：标准 IP65 防护一体式仪表；
2.露天野外、雨水直淋、多粉尘库区：IP67/IP68 高防护整机，配套遮阳防雨保护罩；
3.化工、油库、锂电防爆区域：整机本安防爆结构，信号线缆采用双层屏蔽并可靠接地；
4.泵房、变频器周边强电磁环境：屏蔽线缆远离动力电缆，减少数值频繁波动。

六、供电与信号传输配套选型
1.厂区内稳定 220V 市电点位：交流供电一体式 / 分体式液位计；
2.野外灌区、偏远排污口、无市电监测点：太阳能锂电池供电一体化机型；
3.厂区本地 PLC、二次数显监测：4-20mA 标准电流信号输出；
4.多池体集中中控、环保监管平台联网：支持 RS485 Modbus，可叠加 4G/LoRa 无线远传模块；
5.需要高低液位自动联锁启停泵：选配开关量报警输出型号。

七、配套辅件匹配梳理
1.空气吹扫组件：泡沫、易结垢污水池标配，清理探头附着物；
2.隔热加长接管：高温水汽罐体，隔绝高温保护变送器；
3.防腐法兰、四氟衬套：酸碱腐蚀介质储罐使用；
4.遮阳防雨罩：户外露天水池仪表防护；
5.导流缓冲挡板：进料冲击、液面剧烈波动工况；
6.不锈钢安装支架：深基坑、大型水池固定探头。

八、工况适配汇总
适配场景
各类敞开式清水池、污水调节池、雨水调蓄池、泵房集水井、中性药剂常压储罐、野外灌区水位监测、无厚泡沫常温常压水池，需要低成本非接触式液位监测。
不适配场景
持续厚泡沫、大量高温蒸汽密闭反应罐；高压密闭容器；极低介电纯油类储罐；液面长期剧烈搅拌沸腾且无吹扫改造条件；狭小空间无法规避探头盲区的微型密闭罐体。

超声波液位计选型参考要素，介质与储罐水池现场工况匹配梳理最先出现在金湖凯铭仪表。

超声波液位计的型号是根据不同工况的需求而设计的，因此用户在选型时，应注意超声波液位计的型号和尺寸是否满足工况的要求。为有助用户更好地了解和选择超声波液位计，本文以计为Uson系列超声波液位计为例，就超声波液位计的型号和尺寸图进行介绍。

目前，计为超声波液位计主要有Uson-11标准型超声波液位计和Uson-21隔爆型超声波液位计两种型号供用户选择。每个型号按量程长短又可分为5米、10米和15米三个量程，按探头是否耐腐蚀划分，又分为标准型和防腐型。

一、标准型超声波液位计

Uson-11标准型超声波液位计采用无接触式测量法，易于安装、便于维护、测量精准高效，被广泛应用于污水处理、化工、火电厂、船舶等行业，适合无易燃易爆气体环境下各种槽池、槽渠、储罐、槽罐等的连续性液位测量。

计为Uson-11标准型超声波液位计的具体尺寸图如下图所示：

Uson-11标准型超声波液位计尺寸图

上图中，从左至右依次为5米、10米和15米量程的标准型超声波液位计，从上图不难看出，5米量程和10米量程的标准型超声波液位计的规格完全相同，而15米量程除探头部分的尺寸稍大外，其他部分的尺寸与5米量程和10米量程的标准型超声波液位计基本一致。

二、隔爆型超声波液位计

Uson-21隔爆型超声波液位计采用隔爆外壳设计，通过国家防爆认证中心认证，防爆等级为Ex d IIC T6 Gb。相比Uson-11标准型超声波液位计，其不仅能够适用于普通工况，而且能够适用于具有爆炸性危险的工况。Uson-21隔爆型超声波液位计的具体尺寸图如下图所示：

Uson-21隔爆型超声波液位计尺寸图

上图可见，5米和10米量程的隔爆型超声波液位计的尺寸完全一样，15米量程的隔爆型超声波液位计的探头尺寸稍大，其他规格与5米和10米量程的大致相同。

三、分体式超声波液位计

Uson-31分体式超声波液位计的探头（换能器）和主机（变送器）可分开安装。探头防护等级高达IP68，主机防护等级为IP65，且通过防爆认证。适用于实时监控远程液位情况的应用场合，具有精度高、寿命长、稳定可靠、安装维护方便等特点。

Uson-31分体式超声波液位计尺寸图

需要说明的是，无论是标准型、隔爆型还是分体式的超声波液位计，它们的过程连接有螺纹和法兰可选，具体规格有螺纹G2″A、螺纹M48×2、螺纹M60×2、螺纹M78×2、法兰DN50PN10、法兰DN65PN10、法兰DN80PN10，当然也可以根据客户具体要求进行定制。

超声波液位计外型尺寸规格最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计简介

超声波液位计是一种非接触式液位测量仪表，它利用超声波在空气中传播的特性，通过测量超声波从发射到返回的时间差来计算液位高度。这种液位计具有精度高、稳定性好、安装方便等优点，广泛应用于各种液体存储和输送场合。

二、超声波液位计使用方法

1、选型与安装

在选择超声波液位计时，需要根据测量液体的性质（如腐蚀性、粘稠度等）、温度、压力等参数进行选择。安装时，应选择无强烈振动、无强磁场干扰、无泡沫和雾气的地方，同时要避免安装在进料口或出口处，以免对测量结果造成影响。

2、调试与校准

安装完成后，需要对超声波液位计进行调试和校准。首先，调整发射头与接收头的位置，确保超声波能够顺利返回；然后，根据实际情况调整仪表参数，如温度、压力等；最后，进行校准，确保测量精度符合要求。

3、操作与维护

在日常使用中，需要定期检查超声波液位计的外观、紧固件等是否正常；同时，要保持仪表的清洁，避免灰尘、污垢等对测量结果的影响。如果发现异常情况，应及时进行处理，并定期进行维护和保养。

三、注意事项

1、在使用过程中，应避免超声波液位计受到强烈的振动和冲击，以免影响测量精度和使用寿命。

2、对于腐蚀性液体，应选择具有防腐性能的超声波液位计，并定期检查其防腐性能是否良好。

3、在安装和调试过程中，应遵循厂家提供的说明书和操作规范，以免造成不必要的损失。

4、在使用过程中，应注意保持测量环境清洁干燥，以免影响测量精度。同时，应根据实际情况定期进行校准和维护。

总之，超声波液位计作为一种高精度、高稳定性的液位测量仪表，其使用方法并不复杂。只要我们掌握了正确的方法和注意事项，就能够轻松地使用超声波液位计进行各种液位的测量。希望本文能够对大家在使用超声波液位计时有所帮助！

超声波液位计使用方法说明最先出现在金湖凯铭仪表。

a. 外观检查，紧固件是否松动，零部件是否完好齐全，整机清洁无锈蚀

b. 向工艺人员了解显示是否正常

c. 检查仪表供电线路是否正常

d. 检查仪表保温伴热是否正常

专业保养主要根据仪表的特性和安装使用的工况来分析：

a: 污水厂一般用简单的超声波液位计测量污水液位或者粗格栅的液位差，这种工况一般是不太需要维护的，需要注意的是夏天探头上有没有冷凝水，冷凝水容易造成超声波失波，也就是探测不到回波，从而引起报警，进而输出故障电流，这种情况处理比较简单,一般清水洗干净了，擦干，对着墙壁或者什么大打一下，看测量值有变化了，就没事了；

b: 如果是电厂或者什么其他的地方用来测量罐内水位，注意超声波一般不用来测量油罐内液位，需要考虑有没有蒸汽，超声波一般不应用在水温超过60度，或者80度以上的工况，蒸汽厚的话，超声波是打不透的(注意超声波是机械波，雷达液位计是电磁波，机械波是遇到介质密度不一样的情况会发生声波反射，从而探测液位)

c: 还有就是冬天储罐或者容器内是否有结冰的情况，这种情况下超声波探测到的是冰面的高度，而不是水位的高度，当然这种情况基本无法解决，这样的情况在内蒙和东北经常能遇到；

其实对于超声波液位计或者其他的雷达什么一类的，最重要的其实是安装，安装有问题，以后这东西基本就没法用，安装好了，维护量其实是非常小的。

安装主要是看超声波照射范围内有木有干扰点，比如是否离容器壁太近，造成声波打在罐壁上什么的，或者回波内是否凸台或安装的其他设备造成测量干扰的，如果是固定干扰，好的超声波液位计是具备回波抑制功能的，就是可以把干扰点的波形记录下来，有液位的时候的波形和以前的波形对比，找出来液位，最难的是动态干扰点，比如液面表面有又细又厚的泡沫，造成波形逐渐减弱而没有一个明显的回波，这种情况可以考虑在液面上放置一个木板一类的东西，效果会好很多。

超声波液位计的维护与保养最先出现在金湖凯铭仪表。

① 某装置一台超声波液位计指示最大。

故障检查、分析：经过检查未发现任何问题，由于超声波是向下发散的所以要求进入被测物体要求有一个足够的发散宽度，由于法兰到槽子的直管段太长，导致超声波液位计测量不准。

故障处理：降低法兰到槽子的直管段长度，仪表好用，示值正常。

② 某装置一台超声波液位计指示不准。

故障检查、分析：通过对超声波液位计的检查未发现任何问题，由于该液面计安装不与被测介质的液面垂直导致，返回的声波信号接收不好，指示计不准。

故障处理：将液面计与被测介质的液面垂直安装，仪表好用，示值正常。

③ 超声波液位计送电后无显示。

故障检查、分析：液面计送电后无显示，首先对24V电派行检查，发现24V正负输出均无问题，在液面计一次表端测量源也无问题，在检查电源后发现该超声波液位计的接线有问题。超声波液位计为三线制，分别是24V正，公用，信号三根线，接线时候要把公用线一分为二，一路接24V负端，另一路接信号的负端，由于安装人员大意将线接错导致一次表没有电。

故障处理：对其进行重新接线，仪表好用，示值正常。

④ 工艺反映超声波液位计启动后，没有液位显示或显示时有时无。

故障检查、分析：经检查仪表安装架振动。

故障处理：重新固定后正常。

超声波液位计显示不准的原因分析与处理最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计的工作原理

超声波液位计一般采用收发合一的陶瓷超声波换能器，声波的发射和接收都由同一个探头完成。探头向被测液面发射超声波信号，超声波由探头经传播介质传播至被测液面，在液面上形成反射，反射波沿原路径传播至探头，被探头吸收。计时单元测量超声波从发射到回波被接收所用的时间，根据声波在空气中的传播速度，可以计算出探头至液面的距离，从而得出液面的高度。

二、超声波液位计常见误差及校准方法

一）参考声速精度误差

从距离值S与声速C和传输时间T之间的关系公式S=C×T/2可知，利用超声波液位计测量液位，还需要知道超声波在空气中的传播速度，因此超声波传播速度取值精度将极大地影响超声波液位计的测量精度。

•温度补偿

一般情况下，温度是影响声速的主要因素。可通过在超声波液位计上安装温度传感器实时测量温度，并利用温度与声速的关系，换算出声速值。但是，实际上声速又不仅仅受温度影响，还与气体密度、气压、湿度、空气中的悬浮物等诸多因素有关。因此，在实际应用中，仅利用测量温度的方法，对声速进行标定还有诸多不足，且在温度测量过程中也会存在一定的误差，因此温度补偿方法只适用一般应用，而无法满足高精度测量。

•实时声速补偿

实践证明，由于受测量环境的复杂性和测量方法等因素的影响，无论是利用何种经验公式和经验数据对声速进行补偿，都需要引进新的误差。因此，利用实测声速的方法进行声速补偿被认为是最可靠的补偿方法。

实测声速补偿原理图

如图所示，在发射探头前端安装一个挡板，挡板与探头形成一个距离固定的声程区间，该结构称之为声程架。当探头发射声波时，该挡板能将一部分声波反射回探头。探头接收到反射波后，计算从发射到接收的时间，并计算出声速。

利用实测声速方法进行补偿，由于补偿声速与测量声波传播路径所处的环境极为相似，所受的环境影响也基本一致，其声速通常比较接近，所以这种方法是目前使用最精确的声速修正方式。但是这种方法的使用中，声程架应选用低温度膨胀系数的材料，以免环境温度变化声程架发生热胀冷缩，使声程距离发生改变，影响实测声速精度。

二）渡越时间误差

声波是纵向振动的弹性机械波，它借助传播介质的分子运动而传播。由于传播介质的吸收、散射和声波的扩散等原因，导致声强、声压和声能减弱，发生声波衰减。并且超声波液位计的测量需要在被测液面上形成一次声波反射，这同样会引起声波的衰减。声波是按传播距离的指数规律衰减的，当液面高度不同时，声波的传输距离也不相同，其接收波的幅度也会有较大差异。探头发射超声波时系统开始计时，当接收信号的幅度超过设定的阈值时停止计时。液位高度发生变化时，接收信号的幅度也会发生变化。在液位比较低时，接收信号幅度比较小，可能需要在第4个波峰处才能达到阈值；当液面高度比较高时，接收信号幅度比较大，可能在第3个甚至更早就能达到阈值。这样停止计时的时间就不是确定的，这种不确定性必然会给系统测量精度带来误差。该误差如果应用在1000m³以上的储油罐上，将会产生很客观的绝对误差，所以必须要消除。

目前比较简单的消除渡越时间误差的方法是增加时间控制电路（TGC），利用TGC电路补偿声波在传播过程中的衰减，使各种液面高度情况下，接收波的幅度基本保持一致，从而尽量减小测量误差。但是这种方法还是具有较大局限性。该方法需要预知不同液位高度声波的传播时间，以及在这段距离内声波的衰减量，然后将两者的对应关系拟制出一条曲线，并设计出符合这一曲线方程的时间增益控制电路。

根据前面的分析，传播时间和衰减量是较为重要的两个因素，它们易受现场环境影响，而不能与事先拟制的曲线很好吻合。并且，即使拟合的曲线十分精确，也难以设计出与之完全吻合的TGC电路。由此，在补偿中新的误差引入也就在所难免了。而要彻底消除渡越时间误差，接收电路的信号变换过程为经过前置预处理的接收信号，经过直流检波后提取出信号的包络，将包络进行微分处理。通过信号的变换过程，无论接收信号的幅度如何，其包络的峰值肯定处于接收信号的时间中心点上，即微分信号的过零处。因此，过零检测电路产生的停止计时信号一定处于回波信号的时间中心点，不会因信号的幅度而改变，由此，渡越时间误差也就完全消除了。

三）系统误差

系统误差主要由系统时延产生，系统延时的主要来源有硬件电路延时、单片机的中断响应延时、探头响应延时等。由于超声波液位计工作于脉冲发射状态，单片机每次发出发射命令后，发射功放电路要经过一个能量蓄积的过程才能达到发射状态，同时探头内的压电陶瓷也有一个起振过程，要达到40kHz的振动频率也需要一定时间。而计时却是从发射命令发出开始的，因此这个系统时延必须要予以考虑，并在软件上进行补偿。

另外，超声波测量液位时，液位距离都是从探头前端表面到液面，实际上压电陶瓷声学中心并不是在其表面上。因此，从探头表面到声学中心点的距离，也会引起系统误差，这个误差可以和时延误差归为一类，并一同修正。

对于同一个型号或批次的超声波液位计，由于所用的元件、材料工艺等都一样，其系统时延也相差无几，并且是一个比较固定的值。因此，可以通过对固定距离测试的方式，标定并修正系统时延。

计为Uson-11系列超声波液位计根据上述误差修正方法进行修正，在测量精度上有较大提高，其带有温度补偿，精度高，适应性强；采用特殊回波处理方式，有效避免虚假回波；整机防护等级高达IP66/IP67，能够在不同工业环境中应用。

超声波液位计的校准方法最先出现在金湖凯铭仪表。

一、水处理。水处理，包含废水处理、饮用水、纯净水制造等场合。

被测量介质基本上是废水、冷水，对测量的精度要求较低。并且办公环境几乎没有腐蚀性，没什么干扰信号，大部分在露天工作中。*多就是碰到渗水处波浪纹大，或是河面有轻微泡沫塑料。

二、水利工程和水文水利水利工程和水文水利领域，前些年一般是用在水利闸门处测量水位变化占多数。近些年因为国家对水利行业投入增加，在中国小溪河段都会进行山洪预警和水位线降雨量监管。这种场合基本上是必须24VDC配电，RS485输出。因为是在水面测量，对超声波液位计发射视角没有什么规定，也不会有什么挥发物、泡沫危害。

三、农业灌溉伴随着水资源的贫乏，农业灌溉已经开始推行水位线和流量管理。一般都是在相对比较宽渠道中所进行的，小一点方式一般不需要测量。普遍的途径总宽都是在1米左右。

四、化工厂*重要的是要防腐蚀、防爆型的超声波液位计。

化工厂的物质，用超音波来测量，基本是在储存罐内。例如：盐酸、硫酸、片碱、二甲苯、二甲苯、环己醇、氢氧化钠、甲苯等。这种场合要用超声波液位计可以解决的。

要是在反应罐中，由于会出现拌和、持续高温、真空泵、蒸气、雾水、泡沫塑料等因素，应用超声波液位计实际效果会比较差。要用雷达液位计、压力式液位变送器、射频导纳液位变送器来测量比较合适。

不适宜运用的情景

一、真空与传播介质转变（如强挥发）的场合超音波本质是一种简谐振动，需要用到介质来传播，因此，超声波液位计较大的使用局限性是不得用于真空与传播介质转变（如强挥发）的场合。

二、很多程和高精度的场合作为一种简谐振动，超音波在营销的过程中会存有损耗，充分考虑精度和测量范围的矛盾性，超声波液位计在实际应用中测量范围范围较小，精度稍弱，因此在诸多程和高精度的场合无法使用超声波液位计。

三、超高压高温场合超声波液位计的超声波振子由压电陶瓷片和可塑性机壳打胶成的，因此在超高压高温条件下无法使用，一般来说，超声波液位计的主要承受温度为80℃。四、温度经常变动的场合超声波液位计实际应用中测量的时间也量，融合波速，可以得出间距值（时长×波速=间距）。可是波速也会随着介质和温度变化而变化，因此超声波液位计也无法用于温度经常变动的场合。

超声波液位计的适用场合最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计的安装原则

1、换能器发射面到最低液位之间的距离应小于超声波液位计的量程。

2、换能器发射面到最高液位之间的距离应大于液位计盲区（安装高度>最高液位+盲区）如图1所示：

①为满　②为空（最大测量间距） ③测量范围

3、换能器发射面应与被测液面保持平行，这样声波就可以垂直发射到被测液面，以保证最大的能量返回。

二、超声液位计安装注意事项

1、换能器的正下方应尽量避开进、出料口等液面有剧烈波动的位置，如图3所示：

2、由于波束角的存在，换能器安装时应与器壁或池壁保持一定的距离，如图4所示：

3、超声波波束所辐射的范围内，不能有障碍物，安装时应尽量避开池内设施，如扶梯、管路、搅拌器等。

4、安装地点应尽可能远离产生强电磁干扰的设备。

5、对于顶部为拱形的容器，超声波液位计安装应偏离容器顶中心位置，以免形成多次的反射回波，如图5所示。

6、对于顶部为平面的锥形容器，超声波液位计应尽量安装在顶部中央，这样可以保证测量到容器底部，如图6所示。

7、应尽量避免将超声波液位计安装在液位容易堆积泡沫漂浮物或剧烈波动的地方，因为这些地方会影响回波质量，产生虚假回波，从而影响测量的精度。必要时，可加装导波管，其长度至最低液位即可，应保证管内、外液位能自由、同步升降，内壁要光滑。

8、尽量不要将超声波液位用于有水蒸气的场合。因为如有蒸汽，易形成水珠附着在探头的表面，对仪表的正常测量造成影响。

9、露天安装时应加装遮阳（雨）罩。

正确定位和合理安装是超声波液位计可靠工作的前提和关键，在常温、常压情况下，使用超声波液位计是液位测量的最佳选择。

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尽管如此，如果安装不当，也会影响超声波液位计的正常测量。

所以，本文就结合超声波液位计安装图，就超声波液位计安装方法介绍如下。

超声波液位计由于其工作原理是通过发射超声波和其反射回波信号检测液面的位置高度，机械安装时要求换能器（探头）必须垂直于被测液面，并且确保其稳固不产生倾斜和位移；同时，针对不同的容器灌顶形状，安装位置要考虑避免液面与灌顶壁之间产生多次反射回波，保证检测的准确性和尽量减少干扰，降低噪声信号。

超声波液位计的工作原理

超声波液位计安装时需要考虑“盲区”问题。不同量程的超声波液位计，对应的“盲区”尺寸大小会不同。当液位进入盲区后，超声波液位计就无法准确测量液位。所以，在确定超声波液位计的量程时，必须预留出等于或大于“盲区”的尺寸余量。安装时，探头的高度与最高液位高度间的差值，必须等于或大于“盲区”的尺寸，这样才能保证对液位的准确监测并保证超声波液位计的安全（避免探头被液体浸没）。

超声波液位计的换能器（探头）发出的脉冲声波都有一定的发射角。安装时要求从探头下缘到被测液体表面之间，由发射的波束所辐射的区域内不得有障碍物（包括容器壁）。因此，安装时应避开如人梯、限位开关、加热设备、支架等。另外须注意波束不得与加料料流相交。

超声波液位计的合理安装位置应根据液体容器的不同顶部和内部结构形状进行确定：

A．沟槽型容器：

1.支撑架要牢固可靠；

2.探头发射的波束与槽壁的相交线的高度必须小于等于被测液面的最低高度；

3.安装高度要确保在所需量程范围内。

B．拱形容器：

仪表不能安装在拱形灌顶，应该安装在灌顶半径的1/2或1/3处。

C．锥形容器：

对于锥形容器且为平面罐顶的容器，仪表的最佳安装位置是容器顶部中央，这样可以保证测量到容器底部。

超声波液位计一般适用于常压环境，过压或负压对声波传播速度产生影响，影响测量精度，严重的过压或负压甚至会导致超声波液位计无法正常工作。

当超声波液位计使用在户外或潮湿的环境中，需要注意电缆线接入和沿引方式。正确的方法是将电缆线弯曲并朝下引，以防止水或潮气进入仪表（D.防潮安装示意图）。并且，从安全角度考虑，必须在断电的情况下接线或拆线。

D：防潮安装示意图

超声波液位计安装在防爆区域内时，还必须遵守国家防爆危险区的安装规定。

此外，在安装之前，须确认仪表型号是否满足现场的环境要求，如：过程压力、过程温度、介质的化学性能等，以确保仪表在安装后能够正常使用。

超声波液位计的安装规范和要求最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计测量盲区

超声波液位计的盲区与其工作原理密切相关，受其自身结构的制约。超声波液位计根据时域反射原理工作。然而，超声波液位计的换能器在发射和接收超声波脉冲之间有一个很小的不可识别区域，即超声波液位计的测量盲区。

由于超声波液位计是根据换能器(探头)发出的高频超声脉冲实现声波的发射和接收，所以利用声波发射和接收的时间差以及声波的传播速度来计算液位高度。如果被测介质的液位进入超声波液位计的盲区，脉冲信号无法到达盲区，仪器无法准确检测，导致测量误差。

二、超声波液位计的盲区问题处理

由于液位进入超声波液位计的测量盲区，将直接影响液位测量的精度。因此，无论是采购人员的选择，还是现场操作人员的安装，都要考虑到盲区，选择合理的盲区和合适的安装位置，才不会影响测量效果。

1、采购人员选型时

在工业场合，无论使用什么品牌的超声波液位计，都会存在一定的测量盲区。一般来说，超声波液位计的盲区与其测量范围有很大关系。通常，测量范围小的超声波液位计盲区小。范围越大，盲区越大。根据范围大小，对应的盲区通常在0.3m到0.6m之间.

但在一些特殊场合，由于空间和安装条件的限制，用户会要求盲区尽量小。此时应考虑盲区小的超声波液位计，因为盲区一般只有0.04-0.06米，但其范围相对较小，通常只有0.6米左右。

因此，在确定超声波液位计的量程时，必须留出适当的余量，以减少盲区对测量的影响。

2.当操作员安装时

安装超声波液位计时，为了准确可靠地测量数据，被测液位的最高位置应在盲区之外，还应考虑换能器探头的高度。如果液位进入超声波液位计的盲区，应抬高超声波液位计，以保证液位的准确监测和仪器的安全使用。

超声波液位计的盲区问题及处理最先出现在金湖凯铭仪表。

超声波液位计的盲区与其工作原理息息相关。超声波液位计是根据换能器（探头）发出高频超声波脉冲来实现声波的发射与接收的，再利用声波发射与接收的时间差，以及声波的传播速度来计算液面高度。当超声波液位计遇到测量盲区时，脉冲信号则不能到达该盲区。此外，超声波液位计的盲区与其量程也有联系，一般量程小的超声波液位计，则其盲区小；量程大，则其盲区也大。在工业场合中，无论用何种品牌的超声波液位计都会存在一定的测量盲区，但通常在0.3m-0.5m之间。因此在确定超声波液位计的安装位置时，为了不影响测量效果，现场的仪表工程师以及安装人员必须将其盲区考虑进去。因为当液位进入超声波液位计的测量盲区时，则仪表无法测量液位，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出适当的余量，且在其安装时，换能器探头的高度也需纳入考量，以此保证对液位的准确监测及仪表的的安全使用。少数情况下，面对一些特殊场合，用户会要求盲区尽可能达到最小，此时则可以考虑小盲区的超声波液位计，因为其盲区一般只有0.04-0.06m，但是，其量程也相对较小，通常只有0.6m左右。

超声波液位计的测量盲区是一项关键的选型参数，其不仅与现场工况有着密切联系，还关系到仪表获得的测量数据准确与否。超声波液位计换能器在其发射与接收超声波脉冲间有一小部分区域为不能识别的盲区，这是由超声波液位计的结构决定的，但为了测量数据准确可靠，测量液面的最高位置应该处于盲区之外。另外，超声波液位计的盲区也可实行人工设置，其目的是用来屏蔽换能器附近的干扰信号。

什么是超声波液位计的盲区最先出现在金湖凯铭仪表。

① 某装置一台超声波液位计指示最大。

故障检查、分析:经过检查未发现任何问题,由于超声波是向下发散的所以要求进入被测物体要求有一个足够的发散宽度,由于法兰到槽子的直管段太长，导致超声波液位计测量不准。

故障处理:降低法兰到槽子的直管段长度，仪表好用,示值正常。

② 某装置一台超声波液位计指示不准。

故障检查、分析:通过对超声波液位计的检查未发现任何问题，由于该液面计安装不与被测介质的液面垂直导致，返回的声波信号接收不好，指示计不准。

故障处理:将液面计与被测介质的液面垂直安装，仪麦好用,示值正常。

③ 超声波液位计送电后无显示。

故障检查、分析:液面计送电后无显示，首先对24V 电派行检查，发现24V正负输出均无问题，在液面计一次表端测量源也无问题，在检查电源后发现该超声波液位计的接线有问题。LU-30型超声波液位计为三线制，分别是24V正，公用，信号三根线，接线时候要把公用线一分为二，一路接24V负端，另一路接信号的负端，由于安装人员大意将线接错导致一次表没有电。

故障处理：对其进行重新接线，仪表好用，示值正常。

④ 工艺反映超声波液位计启动后，没有液位显示或显示时有时无。

故障检查、分析：经检查仪表安装架振动。

故障处理：重新固定后正常。

超声波液位计数值波动大原因分析最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计优点

1、结构简单、读数便捷、安装维护方便。

2、安全清洁、寿命长、精度高、稳定可靠。

3、非接触测量，受液体的粘度、密度等的影响较小。

二、超声波液位计使用要点

1、声波下面不宜有障碍物。由于超声波液位计是利用声波反射原理实现液位测量的，如果有障碍物会影响超声波发射，造成信号丢失，影响测量效果。

2、超声波液位计测量易有盲区。这是因为，在超声波脉冲传输过程中，由于机械惯性占据了传输时间，因此超声换能器附近的小面积区域不能接收到声波，无法测量的区域，称为盲区。盲区的大小与超声波的测量距离有关。测量距离小，盲区就小；测量距离大，则盲区就大。

3、超声波液位计测量易受温度影响。在实际测量中，温度的变化会导致声音速度的变化，进而导致测量出现误差。

4、不宜测量压力容器。由于压力主要影响的是探头，且压力和温度之间也有一定的关系，压力的变化会影响到温度的变化，进而影响声速的变化，使测量的精度受到影响。

5、粉尘是超声波液位计测量中影响较大的一种，粉尘环境对声速的影响非常小，但对声波的衰减度很明显，所以这种场合不要使用；

6、有水雾、易产生大量泡沫性的介质、易挥发性介质的场合不能使用超声波液位计，容易吸收声波或干扰声波发射，而使信号丢失、精度下降。

超声波液位计有哪些性能特点最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计测量结果的影响因素

（1）压力和温度对超声波液位计的影响。超声波液位计通常不可安装于压力容器内，因为如果有压力存在，则会影响其探头对液位的测量。除此之外，压力与温度之间也有一定的关系：T=KP（K为常数），所以压力的变化影响着温度的变化，进而影响着声速的变化。为了补偿这一变化，计为超声波液位计探头内专门装有温度传感器，可以对温度的影响进行自动补偿。当探头向处理器发送反射信号的同时，也把温度信号送到微处理器，处理器将自动补偿由于温度对液位测量的影响。如果将超声波液位计安装于户外，建议采用加装遮阳罩等措施来减弱温度因素对仪表产生的测量影响。

（2）盲区对超声波液位计的影响。盲区是超声波液位计测量液位的极限值，因此被测液面的最高液位不得高于盲区。超声波液位计的测量盲区大小与超声波的测量距离有关，一般量程小，则盲区小；量程大，则盲区大。

计为一体式超声波液位计尺寸图。

一般量程小，则盲区小；量程大，则盲区大。

（3）水蒸汽、雾气对超声波液位计的影响。因为水蒸汽比空气要轻，会上升飘浮到罐部，形成了对超声波脉冲有吸收和散射作用的蒸汽层，且附在超声波液位计探头上的水珠会使探头发出的超声波发生折射，致使发射和接收的时间差不正确，最终导致计算出的液位不准确。因此，若被测液体介质容易产生水蒸汽或雾气，则不适用超声波液位计来进行测量，除非加置导波管、在探头表面涂抹润滑剂，或将超声波液位计倾斜安装，使得水珠无法挂住。

二、超声波液位计测量中的常见问题

（1）瞬时值波动大

瞬时值波动大表现为信号强度波动大和本身测量值波动大两方面。

解决办法：调整好探头位置，提高信号强度保证信号强度稳定，如本身值波动大，则建议重新选定安装位置。

（2）开机后仪表仅有背光，无任何字符显示

解决办法：开机后仪表仅有背光，无其他任何字符显示此情况一般为程序芯片出错，建议把仪器发回原厂进行处理。

（3）超声波液位计的变送器数值波动很大

解决办法：考虑三种情况，一是传感器的喇叭口有结冰现象，二是可能有悬浮物干扰，三是环境中有电磁场干扰。建议将仪表安装远离变频器、变频电动机、大功率电动设备和强磁场干扰，并有良好的接地线；若如果不能远离，则要在液位计的外面装金属的仪表箱来隔绝屏蔽，且该仪表箱也需要接地。

影响超声波液位计测量因素有哪些最先出现在金湖凯铭仪表。

其最大优点就是采用非接触式测量法对液位进行监测，由于不与液体直接接触，因此故障频率和维护成本均大为降低。

其缺点就是不能在真空环境中应用，因为在真空环境中其发射的超声波信号无法进行发射及传播。

计为超声波液位计系列

那么，超声波液位计都有哪些种类呢？按照不同的标准，超声波液位计有不同的分类。一般来讲，超声波液位计可以分为以下几种：

一、按照量程划分

按照量程划分，超声波液位计可分为5米、10米、15米等多种量程的超声波液位计。这种划分形式主要根据容器高低与介质的液位高低程度而定，需要根据具体工况来进行选择。不同量程的超声波液位计其配置的超声波探头声波发射功率不同，一般量程越大发射功率也越大。

二、按照功能划分

超声波液位计按功能划分，则可分为标准型、防腐型、防爆型（本安型、隔爆型）和分体式超声波液位计。

其中，标准型超声波液位计是最基础的一种型号，也可理解为通用型。

防腐型超声波液位计则采用PVDF材质的探头，可确保仪表在腐蚀性液体或者腐蚀性环境中仍能可靠运作，并且长时间不被腐蚀和老化。

计为防腐型超声波液位计

防爆型超声波液位计在市面上比较少见，国产典型代表有计为自动化隔爆型超声波液位计，而具有本安型证书的超声波液位计市面上更是少之又少。因为超声波探头发射功率较大，在设计上要达到本安要求，产品成本很高，自然价格高昂，缺乏市场竞争力。

计为防爆型/隔爆型超声波液位计

分体式超声波液位计是把探头和信号处理显示独立分开成两个部分，两个部分异地安装，解决恶劣、危险、难以观察的工况环境下的安装、维护和观测难的问题。

计为分体式超声波液位计

超声波液位计的种类有哪些最先出现在金湖凯铭仪表。

超声波液位计的发射器和接受器既可以安装在容器底部，也可以安装在容器的顶部，发射的超声波在相界面被发射，并由接收器接收，测出超声波从发射导接收的时间间隔，就可以测量物位的高低。

超声波液位计按照传声介质不同，可分为固介式、气介式和液介式3种，按探头的工作方式可分为自发自收单探头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可以得到6种超声波液位计。在实际测量中，有时液面会有气泡、悬浮物、波浪或液体出现沸腾，引起反射混乱，产生测量误差，因此在复杂情况下宜采用固介式液位计。图1为单探头超声波液位计，它使用一个换能器，由控制电路控制，分时交替作发射器与接收器。

图1 单探头超声波液位计

设超声波到液面的距离为H，波的传播速度为c，传播时间间隔为△t ，则：H=c△t/2

要想通过测量超声波传播时间来确定物位，声速c必须恒定。实际上声速随介质及其温度变化而变化，为了准确地测量物位，对于一定的介质，必须对声速进行校正。对于液介式的声速校正的方法有校正具校正声速法、固定标记校正声速法和温度校正声速法。对于气介式的声速校正一般采用温度校正法，即采用温度传感器测量出仓或罐的温度，根据声速与温度之间的关系计算出当时的声速，再根据H=c△t/2公式求出料位。

空气中声速c与温度T之间的关系为：c=331.3+0.6T(m/s)

图2为基于单片机的超声波液位计的原理框图，该物位计以单片机为核心，进行超声波的发射、接收控制和数据处理，具有声速补偿功能及自动增益控制功能。

图2 超声波液位计原理框图

单片机根据量程确定发射周期，输出脉冲信号，此信号使发射电路发出一串高频(10kHz-40kHz)电脉冲，经功率放大后，加到探头上，探头发出的超声波到达料面后，经发射又回到探头，探头将接收到的超声波能转换成电信号，放大后，送单片机的中断口。单片机对超声波从发射到接收所需的时间计时，同时测量现场环境温度，按公式H=c△t/2和公式c=331.3+0.6T(m/s)计算出探头到料面的高度H，将料仓的高度减去H就可以得到料位的高度。

超声波液位计的测量原理最先出现在金湖凯铭仪表。

先来看下超声波液位计的工作原理：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，通过压电晶体转换成电信号，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。

如下图所示，仪表的探头发波打到液位后反射回探头，探头接收到后计算发波到收波的时间，得到测量距离L，仪表安装高度TH减去测量距离L将得到当前液位H。仪表量程指仪表能够测量的距离，安装高度TH要小于量程。仪表盲区指仪表在探头附近无法测量的区域，最高液位与探头间距要大于盲区，例如盲区为0.3m，则最高液位与探头间距必须大于0.3m。

先从安装处着手防止液位显示异常

探头发波是个扩散过程，即有方向角，安装的时候要注意，否则可能打到池壁的凸起物或渠道边沿。所以安装时务必保证液位计的探头发射面与被测物体面平行，以及与池壁的距离。

1、安装原则

（1）探头发射面到最低液位的距离，要小于选购仪表的量程。

（2）探头发射面到最高液位的距离，要大于选购仪表的盲区。

（3）探头的发射面与液体表面保持平行。

（4）探头的安装位置尽量避开正下方进、出料口等液面剧烈波动的位置。

（5）避免用于测量泡沫性质物体。

（6）若池壁或罐壁不光滑，仪表安装位置需离开池壁或罐壁30cm以上。

如果保证以上安装无问题时，在使用过程中也要注意以下几点。

（1）在实际使用中，因为安装时考虑不周，液位计被水完全淹没，致使液位计完全损坏，所以要考虑被测液体的最高液位值，安装位置要比最高液位高出50cm。例如在有中间水池的工艺时，一定要设置保护停水位（中间水池达到一定高水位停止调节池进水），否则调节池一直进水会漫过超声波液位计，导致液位计损坏。所以如果你们现场的超声波液位计有漫水风险，可改造一下，提高液位计的位置。

（2）与池壁距离过近，正常情况下，液位计的安装要与池壁距离30cm,且不能有来水波动等。

（3）池子中有漂浮垃圾存在也会干扰测量。可定期打捞池子中漂浮的垃圾。

（4）超声波液位计下方会有蜘蛛织网或探头上有虫卵，蜘蛛网与虫卵也会影响到超声波液位计的工作，使液位计显示数据与实际液位不符，进而影响水泵工作。所以在巡检时一定要将液位计附近的蜘蛛网打扫掉。

（5）液位计上方加装防护罩，可防雨防晒，延长液位计寿命。

（6）周围有强电压，强电流，强电磁，强震动干扰，也会导致液位计显示异常。

（7）由于液位计一般不防水，应避免将液位计放置在，池子密闭且液体挥发性强，有水蒸气的空间。

（8）液位计也会有一定的寿命，当液位计寿命达到后，液位计也会显示异常，这时候将备用的液位计换上即可恢复使用。

超声波液位计如何预防显示异常最先出现在金湖凯铭仪表。

其中，在非接触测量仪表中，雷达和超声波两种原理液位计应用非常广泛。那么，雷达液位计和超声波液位计区别在哪里？这两种的测量原理究竟是什么？雷达液位计和超声波液位计相比各自的优势是什么呢?

今天，就这些问题和大家讲解一下这两种液位计。

超声波液位计

我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波，超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，能够成为射线而定向传播。

超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量液位就是利用了它的这一特征。

在超声波检测技术中，不管哪种超声波仪器，都必须把电能转换超声波发射出去，再接收回来变换成电信号，完成这项功能的装置被称为超声波换能器，也称探头。

工作时，超声波换能器置于被测物上方，向下发射超声波，超声波穿过空气介质，在遇到被测物表面时被反射回来，又被换能器所接收并转换为电信号，电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。

雷达液位计

与超声波液位计工作模式相同，雷达液位计同样采用发射-反射-接收的工作模式，不同是雷达超声波液位计的测量主要依赖超声波换能器，而雷达液位计则依靠高频头和天线。

超声波液位计使用机械波，而雷达液位计使用的是超高频率（几G到几十G赫兹）电磁波。电磁波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成液位信号。

另一种常见的雷达液位计是导波雷达液位计。

导波雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达料位计，雷达料位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达料位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路经返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。

影响超声波液位效果因素

传感器发出的超声波碰到被测介质被反射，反射回波的质量反映了液位计应用效果。

回波质量定义为最小回波幅度（在最恶劣条件下回波幅度）比最大噪声幅度（虚假回波、多径反射回波等的幅度）。回波质量数值越大，液位计应用效果越好。

1.传播介质越稳定越有利于传播

超声波是机械波。机械波在传播过程中会受到传播介质稳定程度的影响。例如：有一池塘水，当风平浪静时，往池塘中扔石子就可看到水波纹，当大风使池塘水起波浪时，往池塘中扔很大的石头都难看到水波纹。

引起空气波动因素很多，如：粉尘，气浪，蒸汽，料流等都会引起空气波动，降低回波质量，影响测量效果。

2.被测介质表面越平整 ，声阻抗越大越有利于反射回波

测量固体时，被测表面都是不平的，有一定的安息角。在这种条件下的反射波是漫反射波。由于反射与波长有关，当反射面的线度可与波长相比时或更大时，才能发生反射。

显然，工作频率越高，其波长越小，对于较小的物料，更易于发生漫反射。例如，频率为10kHz的机械波在空气中的波长是34mm，大多数情况下，物料的线度都不会有这么大。

此外，低频工作时，发射波的开角大，回波会很宽。这时测得的数据不准，有时会差几百毫米甚至lm。

影响雷达液位效果因素

1.传播介质介电常数越稳定越有利于传播。

雷达波是电磁波，电磁波在传播过程中不受传播介质稳定程度的影响，只与其介电常数有关。这是雷达技术与超声波技术的重大区别。

2.被测介质表面越平整，其介电常数越大越有利于回波反射。

所以考虑现场工况时，应特别注意：天线到被测介质问空气介电常数的分布；被测介质的表面状态及其介电常数。

雷达与超声波液位计对比

说了这么多，两种液位计对比，各有什么优缺点呢？

1. 超声波精度不如雷达；

2. 由于频率和天线尺寸的关系，采用更高频率的雷达液位计天线尺寸小，更便于安装；

3. 由于雷达频率更高，因此波长更短，对倾斜的固体表面有更好的反射；

4. 雷达测量盲区相对超声波更小；

5. 由于雷达频率更高，因此雷达波束角小，能量集中，增强回波能力同时又有利于避开干扰物；

6. 相比采用机械波的超声波液位计，雷达基本不受真空、空气中的水蒸气、粉尘（石墨、铁合金等高介电性的粉尘除外）、温度压力变化影响；

这样看起来雷达似乎非常完美。那么，是否雷达液位计可以完全代替超声波液位计呢？

当然不是。超声波液位计也有自身的优点，其中最主要的优点是超声液位计的成本远低于雷达液位计。

因此在对性能干扰不大（如一些液位测量）的工况，且对精度要求不高的情况下，超声波液位计是性价比更高的液位测量仪器。

雷达和超声波两类型液位计均是工业液位测量的良好解决方案，其选型应用需根据过程工况、介质特性决定，并结合安装条件、使用环境等外界因素。

经济适用，更好的性价比是设计人员选型的重要依据，也是现代工厂精细化管理追求良好效益的基础条件。

仪器仪表不像其他产品一样可以简单的看上就能买，需要严格根据工况条件、成本预算、功能效益等要求仔细选型。

超声波液位计与雷达有什么区别最先出现在金湖凯铭仪表。

超声波是由高频电脉冲激励超声探头而产生的，反射回来的超声能量又被探头转换为电压信号。

超声波液位计探头里的压电陶瓷具有压电效应，实现电声能量最常用的方法就是利用超声波探头加以实现。

为更好地理解超声波液位计的探头，本文拟就超声波液位计探头的组成结构介绍如下:

一、超声波液位计探头结构及作用

如上图所示，超声波液位计探头的结构主要由压电陶瓷、高频电缆线、匹配层、阻尼块、外壳、保护膜等部分组成。

1.压电陶瓷

压电陶瓷是探头的核心元件，它的作用是发射和接收超声波，其性能好坏直接影响到探头的质量。

陶瓷两面敷有作为电极的银层，目的是使供给陶瓷片的电压均匀。陶瓷片上电极接火线引至电路，底面则接地线口与电路的公共点相接以便形成回路。

2.高频电缆线

超声波液位计的探头需要通过高频电缆线与超声波驱动电路板进行连接，这种专用的高频电缆线具有屏蔽外部各种干扰噪声等对超声波液位计探头的驱动脉冲和回波信号干扰的作用。

3.匹配层

超声波液位计探头的匹配层能够在探头与工作负载之间起到匹配声阻抗的作用，可以有效拓宽探头的工作频带，进一步提高超声波液位计的分辨率和工作适应能力。

4.阻尼块

阻尼块由一些阻尼材料配置而成，粘附在压电陶瓷后面，主要起到吸收压电陶瓷背面的超声波，以减少噪声的作用。

5.外壳

探头的外壳体由塑料制成，主要有固定和保护整个探头元件的作用。

6.保护膜

保护膜必须满足耐磨性能好、强度高、材质声衰减小、透声性能好、厚度合适的要求，以达到保护压电陶瓷和电极，防止磨损和碰坏的作用。

超声波液位计结构组成简述最先出现在金湖凯铭仪表。

超声波液位计出现故障的以下几种情况

第一种：进入盲区

现象：

出现满量程或者任意数据；

原因：

超声波液位计都有盲区，一般5米以内量程，盲区是0.3-0.4米，10米以内量程是0.4-0.5米，进入盲区后，超声波会出现任意的数值，不能正常工作。

解决方案：

安装的时候就要考虑盲区的高度，安装好之后探头离最高水位之间的距离必须大于盲区。

第二种：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：

无信号或者数据波动厉害；

原因：

超声波液位计说的测量几米距离，都是指平静的水面，比如5米量程的超声波液位计，一般是指测量平静的水面大距离是5米，实际出厂会做到6米，遇到容器里面有搅拌的情况下，水面不是平静的，反射信号会减弱到正常信号的一半以下；

解决方案：

选用更大量程的超声波液位计，如果实际量程是5米，那就要用10米或者15米的超声波液位计来测量，如果不换超声波液位计，而且罐子内液体无粘性，还可以安装导波管，把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度，因为导波管内的液面基本是平稳的，建议把二线制超声波液位计改为四线制的。

第三种：液体表面有泡沫

现象：

超声波液位计一直在搜索，或者显示“丢波”状态；

原因：

泡沫会明显吸收超声波，导致回波信号非常弱，因此当液体表面40-50%以上面积覆盖了泡沫，超声波液位计发射的信号就被会吸收绝大部分，造成液位计接收不到反射的信号，这个跟泡沫的厚度没有太大关系，主要跟泡沫的覆盖面积有关；

解决方案：

安装导波管，把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度，因为导波管内的泡沫会减少很多，更换为雷达液位计来测量，雷达液位计对5厘米以内的泡沫都可以穿透。

第四种：现场有电磁干扰

现象：

超声波液位计数据无规律跳动，或者干脆显示无信号；

原因：

工业现场会有很多电动机、变频器还有电焊都会对超声波液位计测量造成影响，电磁干扰会超过探头接收到的回波信号；

解决方案：

超声波液位计必须可靠接地，接地后，电路板上的一些干扰，会通过地线跑掉，而且这个接地是要单独接地，不能跟其他设备共用一个地，电源不能跟变频器、电动机同一个电源，也不能从动力系统电源上直接引电，安装地点要远离变频器、变频电动机、大功率电动设备，如果不能远离，就要在液位计外面装金属的仪表箱来隔绝屏蔽，这个仪表箱也要接地。

第五种：现场水池或罐内温度高，影响超声波液位计测量

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。

原因：

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。超声波液位计发射的超声波在发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非常微弱，因此无法测量。而且，在这种环境下，超声波液位计探头容易出现水滴，会阻碍超声波的发射和接收。

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。可以减少或减弱蒸汽或雾气对测量的影响。

2、探头应采用聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯制成，物理密封，这样探头的发射面不易凝结水滴。水滴更容易凝结在其他材料的发射表面上。

以上原因可能会导致超声波液位计工作不正常，所以在购买超声波液位计时，一定要将现场的工作情况告诉有经验的客服，以帮助您选择型号，并建议如何安装它。确保超声波液位计工作正常。

超声波液位计常见故障与排除方法最先出现在金湖凯铭仪表。

一、超声波液位计的优势

可以说，超声波液位计的优点非常突出，主要体现在以下几个方面：

1、采用非接触式测量，运行稳定可靠，不易受液体的粘度、密度等影响。

2、可以定点连续的测量，且能方便提供遥测和遥控的测量信号。

3、结构简单、读数方便、非常便于安装和维护。

4、安全清洁，仪表使用寿命长。

除了具有大多数超声波液位计所共有的特点外，超声波液位计还具有自己的一些独特优势：

1、带温度补偿功能，可在温差较大的环境下使用，精度高，适应性强。

2、具有RS-485通讯接口，采用特殊回波处理方式，有效避免虚假回波。

3、有5米、10米、15米三种量程可供选择，能在不同工业环境中应用。

4、较高的防爆等级（ExdIICT6Gb）和防护等级（高达IP66/IP67）。

5、PVDF材质探头，可确保仪表在腐蚀性液体或者腐蚀性环境中可靠测量。

6、性价比高，维护成本低。

二、超声波液位计的不足

当然，所谓尺有所短，寸有所长。超声波液位计也有自身的不足，具体表现在以下几个方面：

1、存在盲区

盲区就是仪表无法测量的区域。在超声波脉冲传输过程中，超声换能器附近的小面积区域通常不能接收到声波。接收不到声波的盲区，其大小与超声波的测量距离有关。一般来讲，测量距离小，盲区就小；测量距离大，则盲区就大。

由于有测量盲区的存在，超声波液位计无法测量进入盲区的液位。所以在确定超声波液位计的量程时，须留出盲区的余量。安装超声波液位计时，需将仪表的探头高出最高液位的盲区，以保证超声波液位计的安全和对液位的准确监测。

2、受水雾、粉尘、泡沫和挥发性介质的影响较大

超声波液位计不能在有水雾、粉尘、易产生大量泡沫性的介质、易挥发性介质的场合使用。因为这种工况容易吸收声波或干扰声波发射，而使信号丢失、精度下降，所以在这些工况场合最好不要使用超声波液位计。

3、易受搅拌器的影响

超声波液位计在有搅拌器的容器中会受到搅拌器的影响，形成假反射回波，影响测量的准确性。可采取离开搅拌器的中心安装液位计，同时降低搅拌器的转速的方式，以减少搅拌器对超声波液位计测量的影响。

4、声波下面不宜有障碍物

由于超声波液位计是利用声波反射原理实现液位测量的，如果有障碍物会影响超声波发射，造成信号丢失，影响测量效果。

5、测量易受温度影响

在实际测量中，温度的变化会导致声速的变化，进而导致测量误差的出现。所以，测量介质的温度对超声波液位计也有影响，这在密闭的容器里尤其明显。这是因为，介质的温度与周围的温度有温差时，会在探头的周围凝结水珠，这样会影响测量的准确性。

遇有这种情况，在安装超声波液位计时，可接压缩空气管对着探头吹，以减少介质与容器及探头的温度差凝结的水珠对测量的影响。

6、不宜在压力容器中使用

这是因为压力对超声波液位计的探头影响很大，且压力的变化会影响到温度的变化，进而影响到声速的变化，使测量出现误差。

超声波液位计使用的优缺点有哪些最先出现在金湖凯铭仪表。