天康超声波液位计在水处理池、中间储罐、酸碱槽这类非接触测量场景用得很多,安装省事、不用清罐、不碰介质。但现场误测、跳数、丢波的案例也不少,追下去大半是盲区、波束角、发射功率这三个参数没算准就下单了。
一、盲区决定安装高度,不是量程决定
盲区是超声波换能器的固有属性,来自电路发射接收的电子延迟和声束在近场段的扩散,每台仪表的手册里会标,常见值0.25到1.0m,量程越大盲区一般也越大,例如天康TKWL-1600的10m液面量程盲区约0.6m,20m档约0.8m,30m档约1.2m。选型时很多人只盯着量程够不够,忘了最高液位不能进盲区。
安装高度有个常用算法:安装高度等于最高液位加盲区加安全距离,安全距离留0.1m以上。举个实例,罐体最高液位5m,选了盲区0.5m的型号,探头底面离罐底就要装到5.6m以上,否则满罐时液面一旦进盲区,4-20mA会卡在高位不动,看起来像卡死。户外还要再预留50cm余量防雨雪积水泡到探头。
二、波束角管的是池壁间距和干扰源
天康一体化和分体型的发射全角一般在6到12度之间,发射角大小和测距能力成正比,大角度能量散得开、量程能拉得更远,但锥形声束变宽以后容易扫到池壁、搅拌器、进料口,产生多重反射的虚假回波。
现场安装的经验值是探头距池壁不小于200mm,避开进出料口正上方,避开搅拌桨投影区。如果测的是窄井、深井、立式小口径罐,波束角要选窄的,6到8度比10度以上稳。测大水面敞口池可以放宽,但也要避开扶梯和加热盘管这些垂直构件。
三、发射功率和量程的取舍
发射功率大,回波余量大,抗蒸汽、粉尘、轻微泡沫的能力会好一些,但代价是盲区会跟着往上走,这一点在天康分体和大功率型号上比较明显——标准型盲区0.25m,大功率50m档盲区能到1.0m。所以不是功率越大越好,要看工况。
量程7m以内、液面平静、无蒸汽的清水池,标准型就够用,盲区小、分辨率能到1mm。7到15m或者有轻度蒸汽粉尘,选增强型,加485通讯方便进系统。15m以上或者室外大罐、有搅拌溅射的,才考虑大功率档,同时要接受盲区1m这个前提,安装高度重新算过。
四、几个容易踩的坑
蒸汽浓度高的场合——比如锅炉汽包、蒸煮釜——超声波先天弱势,水汽层会让声速乱掉,宁可改雷达。泡沫厚超过5cm也会吸声,发酵罐、曝气管区要谨慎。强电磁干扰环境,探头电缆走屏蔽层单端接地,变送器别直接挂在变频器柜旁边。温度补偿虽然仪表自带,但探头工作温度上限一般80℃,介质表面长期冒白汽的工况要降额使用。
把盲区、波束角、发射功率这三者和安装高度、池壁间距、工况干扰一一对上,超声波液位计误测的概率能降一大半。