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超声波液位计
常见问题
原理 · 选型 · 安装 · 调试 · 故障
📡 覆盖盲区、虚假回波、通讯、抗干扰等现场难题
基本原理 选型指南 安装调试 参数设置 故障处理 通讯输出 环境干扰 其他问题
🔊 一、基本原理 (Q1-Q10)
超声波液位计的工作原理？
换能器发射超声波脉冲，遇到液面反射，接收回波。通过测量发射到接收的时间差，结合声速计算距离：L = (声速 × 时间)/2。
声速受什么影响？
主要受温度影响，温度每升高1℃，声速增加约0.6m/s。高品质仪表内置温度补偿。
什么是盲区？
换能器发射脉冲后有一段余振时间，无法接收回波，这段距离称为盲区。通常为0.3-0.6米，安装时探头需伸入罐内避开盲区。
最大量程受什么限制？
量程取决于换能器功率、频率和介质衰减。低频(15-30kHz)量程大(可达60m)，高频(40-70kHz)量程小但精度高。
可以测量固体物料吗？
可以测量颗粒、粉末等固体料位，但固体表面反射弱且易产生漫反射，量程会减小，需选专用高频探头。
测量液体和固体有何区别？
液体表面平整反射强；固体表面倾斜、松散，回波弱且复杂，通常需要更大发射功率和特殊算法。
超声波对人体有害吗？
工业液位计频率(20-70kHz)为低频超声波，功率低，不会对人体造成伤害。
什么是虚假回波？
来自罐壁、管道、搅拌器等其他物体的反射波，被误认为是液面回波。现代仪表有虚假回波抑制功能。
精度一般是多少？
量程的0.2%~0.5%，或绝对误差±3-10mm，取决于型号和测量条件。
测量结果受压力影响吗？
压力对声速影响极小，常压容器可忽略。高压容器需特殊设计探头。
📐 二、选型指南 (Q11-Q22)
如何根据量程选频率？
< 5米选高频(40-70kHz)精度高；5-15米选中频(30-40kHz)；>15米选低频(15-25kHz)。
防爆场合怎么选？
需选防爆型，Ex ia IIC T6本安型或Ex d隔爆型，并配套安全栅。
腐蚀性介质如何选材质？
探头材质可选PTFE、PVDF等防腐材料，或采用防腐涂层。
高温介质能测吗？
标准型介质温度-40~80℃，高温型可达150℃（需加散热片或导波管）。
高粘度介质会影响吗？
探头表面粘附物会影响发射/接收，需选防粘涂层或定期清洗。
泡沫对测量有影响吗？
厚重泡沫会吸收声波，导致回波丢失。轻薄泡沫影响较小。严重泡沫时需考虑雷达或导波雷达。
粉尘环境能测吗？
粉尘会衰减声波，轻度粉尘可用高频，重度粉尘建议用雷达。
搅拌器影响大吗？
搅拌会产生漩涡和波动，可能产生干扰回波。需合理安装位置，利用虚假回波抑制。
有蒸汽能测吗？
水蒸气会吸收声波，轻微蒸汽可用，严重蒸汽（如沸腾）建议用雷达。
户外安装需注意什么？
需防阳光直射、雨水，可选配遮阳罩/防雨罩，防护等级IP65以上。
供电方式有哪些？
常见两线制(24V DC)和四线制(220V AC或24V DC)。
输出信号有哪些？
4-20mA模拟量、RS485 Modbus、继电器开关量、HART协议等。
🔧 三、安装调试 (Q23-Q38)
安装位置如何选择？
远离进料口、罐壁、搅拌器；探头垂直对准液面；避开罐内障碍物。
盲区如何处理？
确保最高液位不进入盲区，否则测量失效。安装时探头伸入罐内，预留盲区高度。
安装高度如何确定？
安装高度 = 最大液位 + 盲区 + 余量。通常探头距离最高液位至少0.5-1米。
罐内有障碍物怎么办？
尽量避开；如无法避开，可利用虚假回波抑制功能，或安装反射板引导回波。
锥形罐底如何安装？
探头安装在罐顶中央，确保声束覆盖底部锥形区域。
卧式罐如何安装？
安装在罐顶最高点，垂直向下，声束指向罐底最低点。
露天水池有风浪怎么办？
可加装静水管或导波管，使液面平稳。
导波管安装要求？
管内壁光滑，底部开口让液体进入，顶部通气。探头安装在管口上方。
探头表面有凝结水怎么办？
可选自清洁探头，或增加防滴漏罩，定期清理。
接线注意事项？
屏蔽电缆单端接地，电源与信号线分开敷设，避免与动力线同管。
上电后无反应？
检查电源电压和极性，检查保险丝。
如何用磁铁调试？
部分仪表可通过磁棒在面板外操作，进入菜单设置参数。
空罐调试怎么做？
设置空罐距离(探头到罐底)和满罐距离(探头到最高液位)，对应4mA和20mA。
有液体时如何验证？
与人工检尺对比，微调参数。
多个探头近距离安装会干扰吗？
会。需错开频率或同步控制，或保持足够间距。
安装后需要做哪些测试？
测试低液位、高液位报警，模拟输出，通讯等。
⚙️ 四、参数设置 (Q39-Q48)
需要设置哪些基本参数？
安装高度(探头到罐底)、量程(最高液位)、盲区、输出对应关系(4-20mA对应值)。
什么是空罐标定？
输入探头到罐底的实际距离，作为零点参考。
什么是满罐标定？
输入探头到最高液位的距离，对应满量程。
如何设置虚假回波抑制？
在空罐状态下，让仪表学习当前干扰回波，存入数据库，测量时自动忽略。
如何设置回波阈值？
设置最小回波强度，低于此值的信号被忽略，避免噪声干扰。
阻尼时间作用？
平滑输出变化，避免液位波动导致输出抖动。时间越长越平滑，但响应变慢。
温度补偿如何设置？
通常自动，也可手动输入环境温度。
失效安全模式怎么设？
当回波丢失时，输出可设为保持、最大值、最小值或预设值。
继电器报警如何设置？
设置报警点(如高高、高、低、低低)和回差，避免频繁动作。
通讯参数如何设置？
设置地址、波特率、校验方式，与上位机一致。
⚠️ 五、故障处理 (Q49-Q66)
无回波/回波丢失？
原因：盲区内、液面倾斜、泡沫/蒸汽吸收、探头结垢。检查安装位置，清理探头，启用虚假回波抑制。
液位显示跳动？
液面波动、干扰回波、电气干扰。增大阻尼，检查虚假回波抑制，检查屏蔽接地。
显示值偏高或偏低？
参数设置错误(安装高度、量程)、声速误差、温度补偿失效。重新标定，检查温度传感器。
输出电流固定4mA？
可能空罐或回波丢失处于失效安全模式(默认4mA)，检查回波质量。
输出电流固定20mA？
可能满罐或回波丢失设置为20mA，检查回波质量。
输出电流与液位不符？
重新标定4-20mA对应值，检查回路负载和供电。
RS485通讯不上？
检查地址、波特率、接线(A/B是否接反)，终端电阻，上位机软件配置。
探头结垢如何处理？
定期清洗，或选用自清洁探头、防粘涂层。
温度显示异常？
内置温度传感器故障，需返厂维修。
雷击后无显示？
可能电路板损坏，检查保险丝、电源模块，联系厂家维修。
上电后显示屏不亮？
检查电源，检查接线端子是否松动，检查内部保险丝。
按键无反应？
可能按键锁死，解除键盘锁；或电路板故障。
回波信号弱？
检查探头方向，清理表面，调整增益或阈值。
测量值突然跳变到最大？
回波丢失，进入失效模式。检查是否有强干扰、泡沫淹没。
测量值突然跳变到最小？
可能检测到虚假回波(如罐壁)误认为液面。学习虚假回波抑制。
更换探头后需重新标定？
必须重新设置安装高度和量程，并校准。
导波管内测量不准？
检查管内是否堵塞，管壁是否光滑，底部开口是否通畅。
有搅拌器干扰怎么办？
在搅拌停止时进行虚假回波学习，或调整安装位置。
📡 六、通讯输出 (Q67-Q72)
4-20mA输出最大负载？
取决于供电电压，一般公式：负载 ≤ (供电电压 - 12V) / 0.02A。24V时最大600Ω。
两线制和四线制区别？
两线制：信号和供电共用两根线，适合远传；四线制：供电和信号分开，输出功率大。
RS485最大传输距离？
理论1200米，实际取决于波特率和线缆质量，建议≤800米。
HART协议如何连接？
HART信号叠加在4-20mA上，需配HART手操器或HART modem。
继电器触点容量？
通常AC 250V/3A或DC 30V/3A，不可超载。
Modbus RTU常用参数？
9600bps，8数据位，1停止位，无校验(N,8,1)或偶校验(E,8,1)。
🌧️ 七、环境干扰 (Q73-Q77)
大风对户外测量有影响吗？
风对声波传播影响小，但可能引起液面波动，导致信号波动。
暴雨会影响吗？
雨滴可能产生微弱回波，但通常不影响主要液面回波。
附近有变频器干扰？
变频器产生电磁干扰，需做好屏蔽接地，信号线远离动力线。
强电磁场环境能用吗？
可以，但需选用高抗干扰型号，做好屏蔽和接地。
温度剧烈变化影响？
内置温度补偿可自动修正，但剧烈变化时补偿可能滞后。
❓ 八、其他问题 (Q78-Q80)
超声波与雷达液位计怎么选？
超声波价格低，适合常规液体；雷达适合高压、高温、蒸汽、泡沫等恶劣工况。
使用寿命？
一般5-10年，取决于环境和使用频率。
需要定期校准吗？
建议每年校准一次，对比人工检尺，检查精度。
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