防爆型超声波液位传感器是一种非接触式、易于安装和维护的液位测量仪器。

它用于测量柴油、原油等易燃易爆液体,也可用于测量防爆环境中的液体高度。广泛应用于石油勘探、炼油、化工、医药等防爆行业。

Explosion Proof Ultrasonic Level Sensor

特色防爆超声波液位传感器

本质安全型/防爆型

在工业场所,经常需要使用防爆仪器。一般的工业防爆仪器主要分为防爆型和本质安全型。那么,如何区分它们呢?

防爆定义:

它能够承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并能防止内部爆炸扩散到电气设备外壳周围的爆炸性气体混合物中(I区防爆技术)。

危险气体允许进入防爆外壳,这可能导致爆炸。但是,外壳必须具有足够的强度,并且每个壳体接缝面必须具有足够长的接合长度和足够小的间隙,以确保内部爆炸不会通过防爆接缝扩散到外部环境并引发爆炸。

间隙防爆技术。依靠间隙和网格长度来实现冷却和熄灭火焰的效果。

本质安全定义:

在标准规定的条件下(包括正常运行和规定的故障条件),任何产生的电火花或任何热效应都不会在规定的爆炸性气体环境中引燃电路(0区/I区防爆技术)。

它是一种以抑制点火源能量为防爆手段的“安全”技术。要求设备在正常运行或故障状态下产生的电火花或热效应分别小于爆炸性危险气体的最小点火能量和自燃温度。例如:氢气 19μJ,560℃。

本质安全技术实际上是一种低功耗设计技术,因此非常适合应用于工业自动化仪表。

防爆型适用区域:仅可安装在 1 区或 2 区的危险场所。

本质安全型适用区域:

Exia:指在两个组件或其他类型失效之前仍能保持防爆性能的设备。本质安全型设备可安装在 0 区、1 区和 2 区的危险场所。Exia 本质安全型设备是唯一可在 0 区安装的防爆电气设备。

Exib:指在某个组件或其他类型失效之前仍能保持防爆性能的设备。本质安全型设备可安装在 1 区和 2 区的危险场所。

延伸阅读:液位变送器有多少种类型?

阅读更多 Class 1 Div 1 和 Class 1 Div 2 有什么区别?

两线制防爆超声波液位传感器

  • 测量范围:5米、10米、15米、25米(根据实际测量范围选择)
  • 盲区:0.25米~0.8米
  • 量程精度:0.25%~0.5%(标准工况)
  • 量程分辨率:1毫米
  • 压力:低于4个大气压
  • 仪表显示:内置液晶显示屏,显示液位或空间距离
  • 模拟输出:4~20毫安
  • 数字输出:无
  • 电源电压:直流24伏/1瓦,内置防雷装置
  • 环境温度:-20℃~+60℃,高温需定制(可定制耐温90℃)
  • 防护等级:IP65或IP68

延伸阅读:案例研究:自动污泥层液位检测器

四线制防爆超声波液位传感器

  • 测量范围:5m、10m、15m、25m(根据实际测量范围选择)
  • 盲区:0.25m~0.8m
  • 量程精度:0.25%~0.5%(标准工况)
  • 量程分辨率:1mm
  • 压力:低于4个大气压
  • 仪表显示:内置液晶显示屏,显示液位或空间距离
  • 模拟输出:4~20mA
  • 数字输出:RS485、Modbus协议或自定义协议
  • 继电器输出:两个独立输出
  • 电源电压:DC24V/AC220V,内置防雷装置
  • 环境温度:-20℃~+60℃,高温需定制(可定制耐温90℃)
  • 防护等级:IP65或IP68

了解更多:选择防爆超声波液位传感器时需要考虑的因素

外置防爆超声波液位传感器

  • 量程规格可选:3m、5m、10m、20m、30m
  • 显示分辨率:1mm
  • 短时重复性:1mm
  • 测量误差:±1‰FS(罐壁过厚、压力和温度不稳定可能会影响精度)
  • 位移量:±10 m
  • 电流输出:4~20mA,最大负载750Ω
  • 通讯方式:RS-485、红外接口
  • 液位计主机环境温度:-30℃~+70℃
  • 超声波探头使用环境温度:-50℃~+100℃(可根据客户需求提供宽温探头)
  • 工作环境湿度:15%~100%RH
  • 防爆等级:Ex d IIC T6 Gb
  • 外壳防护等级:IP67
  • 液位显示:6位OLED显示屏(单位:米)
  • 盲区:超声波液位计存在测量盲区

延伸阅读:非接触式液位测量

超声波液位传感器工作原理

超声波液位传感器 的工作原理如下:

Ultrasonic%20Level%20Measurement%20Fig1

超声波换能器(探头)发射高频脉冲声波,被测液位(物料)表面反射回来的声波被换能器接收并转换为电信号。声波的传播时间与声波到物体表面的距离成正比。

声波传播距离 S 与声速 C 和声波传播时间 T 的关系可以用公式 S=C×T/2 表示。

探头发射超声波,超声波被液体表面反射后再次被探头接收。探头到液体(物体)表面的距离与超声波传播时间成正比:

hb = CT²
距离 [m] = 时间 × 声速 / 2 [m]
声速的温度补偿公式:
环境声速 = 331.5 + 0.6 × 温度

延伸阅读:连续液位测量的卓越解决方案

储罐用超声波液位传感器

超声波储罐液位传感器,也称为非接触式燃油计量器。超声波液位传感器可连续测量 液体、流体或油位。

超声波液位传感器测量换能器与液面之间的距离。其原理是利用超声波脉冲从换能器传播到液面再返回所需的时间(飞行时间,TOF)。这些传感器使用数十千赫兹范围的频率;传播时间约为 6 毫秒/米。声速(在 15 摄氏度的空气中为 340 米/秒,在 60 华氏度时为 1115 英尺/秒)取决于顶部空间的气体混合物及其温度。

更多关于超声波液位测量的信息

超声波传感器无需接触被测介质即可工作。超声波传感器非常适合测量酸、废水等难处理或腐蚀性液体。超声波液位传感器也适用于连续液位测量。虽然 浮球开关和其他传感器能够准确测量液位 高于或低于特定点,但超声波液位测量技术能够实时感知并显示液位。

了解更多:超声波液位传感器五大应用

Ultrasonic level transmitters use the speed of sound to calculate level

超声波液位传感器的特点:

  • 非接触式——无需接触液体
  • 易于安装在罐顶标准接口处
  • 适用于室内外环境,金属或塑料罐均可使用
  • 可与其他工业设备连接
  • 可测量多种液体及其环境
  • 配备用于显示、报警和控制液位的配件
  • 无线选项可将液位数据发送至局域网或云端
  • 无需重新校准即可复制MRO和OEM罐体设置

了解更多:超声波液位传感器——外置式

常见问题

应避免在以下应用中使用超声波液位传感器:泡沫过多、蒸汽弥漫、水流湍急,或安装在立管较窄的高位接头中。

泡沫、蒸汽和湍流会吸收和/或偏转大部分返回信号。

高位立管接头会阻碍声波信号的传播。因此,正确选择和安装产品至关重要。

延伸阅读:超声波油位传感器 – 外置膏状 – 卡车油箱

超声波液位传感器测量失败的原因是,其测量距离指的是静止液位。当容器内的液位波动或被搅拌时,液位不再稳定,反射信号会减弱到正常信号的一半以下,从而干扰超声波液位传感器的测量值。

为了消除容器内搅拌对超声波液位传感器测量的影响,我们需要选择量程更大的超声波液位传感器。如果实际测量范围为5米,则应使用量程为10米或15米的超声波液位传感器进行测量。

如果超声波液位传感器无需更换,且罐内液体为非粘性液体,也可以安装静压管。将超声波液位 传感器探头 置于静压管内测量液位高度,因为静压管内的液位基本稳定。同时,建议将两线制超声波液位传感器更换为四线制。

延伸阅读:磁致伸缩液位变送器工作原理

超声波传感器利用超声波探头发出的超声波脉冲信号,该信号在气体中传播,并在遇到空气和液体的界面时发生反射。

延伸阅读:雷达液位传感器工作原理

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