一、概 述
測(cè)量原理
超聲波液位計(jì)安裝在被測(cè)介質(zhì)上方的傳感器在變送器的控制下,傳感器向被測(cè)物體表面發(fā)射一束超聲波脈沖,聲波被物體表面反射,并被傳感器接收將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。從超聲波發(fā)射到重新被接收,其時(shí)間與傳感器被測(cè)物體表面的距離成正比。顯示電子單元檢測(cè)該時(shí)間,并根據(jù)已知的當(dāng)前溫度下的聲速,計(jì)算出被測(cè)物體表面至傳感器的距離。通過CPU的運(yùn)算就可得出液位測(cè)量值。
物料表面的空間距離D與聲波的行程時(shí)間T成正比:D=V×T/2(其中V為聲速)。
因空罐的距離D已知,則液位L為:L=H-D,通過設(shè)定空罐零點(diǎn)、滿罐量程及一些應(yīng)用參數(shù),儀表電子單元自動(dòng)將脈沖行程時(shí)間T換算成相應(yīng)得液位值L,且以對(duì)應(yīng)的4-20mA信號(hào)輸出。
產(chǎn)品特點(diǎn)
非接觸測(cè)量、免維護(hù)、高精度、長壽命
智能信號(hào)處理技術(shù),儀表適應(yīng)各種工況條件
光電隔離4-20mA電流輸出
RS-485通訊接口
大電流雙繼電器上下限報(bào)警輸出(可選)
LCD液晶顯示窗,外形美觀精致
靈活的支架、法蘭安裝(可選)
雙通道多點(diǎn)液位測(cè)量
支架安裝、法蘭安裝等多種安裝方式。
產(chǎn)品應(yīng)用
廣泛應(yīng)用于自來水、污水、石油、化工、冶金、電力、食品、制藥、造紙、礦產(chǎn)等行業(yè)。
二、 產(chǎn) 品
操作模式 測(cè)量原理 超聲波液位測(cè)量 典型應(yīng)用 |
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測(cè)量范圍 0-4m、8m、12m 15m(可選) 頻率 50Hz | |
mA/HART 范圍 4-20mA 精度 ±0.02mA | |
分辨率: 1mm 精度: 量程的0.5% 重復(fù)性: ±5mm 刷新時(shí)間: <2s 溫度補(bǔ)償: 整個(gè)溫度范圍內(nèi)的 補(bǔ)償功能 | |
環(huán)境條件 地點(diǎn) 室內(nèi)/室外 環(huán)境溫度 -20-+60℃ 相對(duì)濕度 45%-75% 介質(zhì)條件 壓力(容器) 0.5bar | |
外殼材質(zhì) ABS/聚氨酯 重量 電纜入口 M18*1.5電線接頭 過程連接 螺紋連接 法蘭連接 |
- 安 裝
安裝要求
傳感器發(fā)射超聲波脈沖時(shí),都有一定的發(fā)射開角。從傳感器下緣到被測(cè)介質(zhì)表面之間,由發(fā)射的超聲波波束所輻射的區(qū)域內(nèi),不得有障礙物,因此安裝時(shí)應(yīng)盡可能避開罐內(nèi)設(shè)施,如:人梯、限位開關(guān)、加熱設(shè)備、支架、攪拌器等。
安裝注意事項(xiàng)
1、傳感器安裝地點(diǎn)應(yīng)盡可能安裝在無振動(dòng)、波動(dòng)、泡沫、粉塵或強(qiáng)電磁干擾場(chǎng)合。
2、所選擇的安裝位置應(yīng)該方便施工、觀察和維護(hù)。
3、確保傳感器垂直對(duì)準(zhǔn)物體表面安裝。
4、傳感器安裝必須高于液(物)位30cm以上(防腐則需40-60cm),從而避免進(jìn)入儀表的盲區(qū)。若量程大時(shí),盲區(qū)會(huì)適當(dāng)加大。
5、在超聲波10°發(fā)射角內(nèi)不應(yīng)該有障礙物,避免產(chǎn)生錯(cuò)誤回波。
6、對(duì)開口容器,只要條件許可,盡量使傳感器位于容器上沿或進(jìn)料口之上,以免傳感器淹沒而輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
7、在罐壁有強(qiáng)烈的振動(dòng)時(shí),可以在罐口和儀表之間加入橡膠墊,用來消除振動(dòng)的影響。
8、露天或野外安裝時(shí)應(yīng)加裝遮陽、避雨設(shè)施。
9、傳感器安裝位置應(yīng)盡量避開正下方進(jìn)、出料口等液面劇烈波動(dòng)的位置。
10、若池壁或罐壁不光滑,儀表安裝位置需盡量離開池壁或罐壁。
11、電線、電纜保護(hù)管,要注意密封防止積水。
12、避免信號(hào)線和動(dòng)力電纜平行鋪設(shè)。
13、信號(hào)線的屏蔽層需保證良好接地,信號(hào)線請(qǐng)穿套管保護(hù)。
安裝注意示意圖
安裝方式
- 支架安裝(池頂)
- 支架安裝(池壁)
3、法蘭安裝
安裝位置推薦距離L、接管高度H:
量程(m) | 距離L(mm) | 接管H(mm) |
2 | 250 | 60 |
4 | 400 | 60 |
8 | 800 | 60 |
12 | 1000 | 60 |
電氣連接
注意事項(xiàng) | 為了保證工作人員和儀表的安全,請(qǐng)按照如下順 序來完成電氣連接:
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儀表接線端子圖
注:此儀表可根據(jù)訂貨要求選擇供電方式:AC220V或DC24V
四、調(diào) 試
面板及按鍵說明
名稱 | 說明 | |
顯 示 窗 | ① 測(cè)量值顯示窗 | 顯示測(cè)量值、當(dāng)前時(shí)間、量程、溫度、回波標(biāo)志 |
操 作 鍵 | ② 移位鍵MOV | 在測(cè)量模式下,切換選擇儀表的液位值或空間距離值 設(shè)置參數(shù)的選擇位 |
③ 增加建INC | 設(shè)置參數(shù)時(shí)輸入數(shù)字 | |
④ 返回鍵ESC | 返回上一級(jí)菜單 | |
⑤ 確認(rèn)鍵OK | 在測(cè)量狀態(tài)下無效 在設(shè)置狀態(tài)下,存入修改好的參數(shù)值;選擇不用的顯示內(nèi)容或參數(shù) |
模式轉(zhuǎn)換
- 測(cè)量模式
儀表開機(jī)后,首先顯示的是測(cè)量模式。在測(cè)量模式狀態(tài)下,儀表顯示液位值(或空間距離值)、溫度值、時(shí)間,量程。(按MOV鍵切換選擇液位和空距值)。
傳感器測(cè)量模式顯示界面說明:
注:1、電流輸出始終對(duì)應(yīng)的液位值。
- 儀表開機(jī)、復(fù)位或從參數(shù)設(shè)置狀態(tài)退出后首先顯示的是
液位值。按MOV鍵切換顯示空氣距離。
3、屏幕左上方的提示“點(diǎn)”閃爍頻率大約在1秒左右。
- 設(shè)置模式
同時(shí)按下MOV和OK鍵,進(jìn)入到密碼界面。輸入正確用戶密碼(0030)后,進(jìn)入設(shè)置模式菜單;按INC鍵(或MOV鍵)依次顯示各個(gè)菜單,按OK鍵,可進(jìn)入對(duì)應(yīng)菜單,進(jìn)入二級(jí)菜單后,通過MOV鍵移動(dòng)光標(biāo),INC鍵設(shè)置數(shù)值,通過OK鍵保存設(shè)置參數(shù)。
注意:INC鍵(可0-9循環(huán)增加),修改參數(shù)后需要按OK鍵才能保存,否則視為無效。
內(nèi)容 | 說明 |
4-20mA設(shè)置(Set 4 to 20mA) | 4-20mA電流設(shè)置。 |
安裝高度(Mount Height) | 從傳感器探頭反射面到容器底部的距離。 |
繼電器1設(shè)置(Set Relay1) | 默認(rèn)關(guān)閉,打開時(shí)默認(rèn)為高位報(bào)警,液位高于設(shè)置值時(shí),繼電器動(dòng)作,可根據(jù)需要修改。 |
繼電器2設(shè)置(Set Relay2) | 默認(rèn)關(guān)閉,打開時(shí)默認(rèn)為低位報(bào)警,液位低于設(shè)置值時(shí),繼電器動(dòng)作,可根據(jù)需要修改。 |
時(shí)間設(shè)置(Set Time) | 北京時(shí)間。 |
通訊地址設(shè)置 (Set Modelbus ID) | 訪問本超聲波液位計(jì)的ID地址。 |
工作模式(Set Work Mode) | 分為手動(dòng)自動(dòng),選擇手動(dòng)模式時(shí),可設(shè)置超聲波的強(qiáng)弱,收波門限。選擇自動(dòng)模式時(shí),液位計(jì)會(huì)根據(jù)量程自動(dòng)調(diào)整超聲波的強(qiáng)弱。 |
4mA校正(Adjust4mA) | 修正4mA輸出的偏差。 |
20mA校正(Adjust20mA) | 修正20mA輸出的偏差。 |
液位校正(Adjust Level) | 調(diào)整液位測(cè)量值。 |
阻尼設(shè)置(Set Damping) | 調(diào)整液位,空距數(shù)值變化的平穩(wěn)度,阻尼數(shù)越大,變化越平穩(wěn) |
盲區(qū)設(shè)置(Set Dead Zone) | 到傳感器底部進(jìn)行測(cè)量的距離。 |
跳變范圍(Change Scope) | 超過該數(shù)值的變化不立即顯示,需要判斷是否是干擾造成的。 |
溫度校準(zhǔn)(Adjust Tem) | 調(diào)整溫度 |
門限1(ThreShold) | 針對(duì)特殊情況的工況調(diào)整,用戶自己不必修改。 |
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設(shè)置密碼說明:
開機(jī)進(jìn)入密碼 | 0030 |
恢復(fù)出廠設(shè)置密碼 | 1234 |
中英文切換密碼 | 0060 |
菜單顯示
此儀表的密碼為0030。同時(shí)按OK和MOV鍵進(jìn)入以下菜單項(xiàng)。
分菜單項(xiàng) | 初始值 |
4-20mA設(shè)置 (Set 4 to 20mA) | 20mA:10m 4mA:0m |
安裝高度 (Mount Height) | 10m |
繼電器一設(shè)置 (Set Relay1) | OFF |
繼電器二設(shè)置 (Set Relay2) | OFF |
時(shí)間設(shè)置 (Set Time) | 當(dāng)前時(shí)間 |
RS485通信設(shè)置 (Set Modelbus ID) | 55(十進(jìn)制) |
工作模式設(shè)置 (Set Work Mode) | 自動(dòng)模式 |
4mA校準(zhǔn) (Adjust 4mA) | 200 |
20mA校準(zhǔn) (Adjust 20mA) | 1000 |
液位校正 (Adjust Level) | +0mm |
阻尼設(shè)置 (Set Damping) | 2 |
盲區(qū)設(shè)置 (Set Dead Zone) | 0.3m |
跳變范圍 (Change Scope) | 500mm |
溫度校準(zhǔn) (Adjust Tem) | +0℃ |
門限1 (ThreShold1) |
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門限2 (ThreShold2) |
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窗口(Window) |
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五、通信
儀表提供串行異步半雙工RS485通訊,采用MODBUS-RTU規(guī)約,測(cè)量數(shù)據(jù)均可讀出,每個(gè)儀表可設(shè)定其通訊地址,通訊連接應(yīng)使用帶有銅網(wǎng)的屏蔽雙絞線,線徑不小于0.5mm2。布線時(shí)應(yīng)使通訊線遠(yuǎn)離強(qiáng)電電纜或其他強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境,推薦采用T型網(wǎng)絡(luò)的連接方式,不建議采用星形或其他的連接方式。
MODBUS_RTU 通訊協(xié)議:MODBUS協(xié)議在一根通訊線上采用主從應(yīng)答方式的通訊連接方式。首先,主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)地址的終端設(shè)備(從機(jī)),然后,終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)以相反的方向傳輸給主機(jī),就是在一根單獨(dú)的通訊線上信號(hào)沿著相反的兩個(gè)方向傳輸所有的通訊數(shù)據(jù)流(半雙工的工作模式)。
MODBUS 協(xié)議只允許在主機(jī)(PC,PLC 等)和終端設(shè)備之間通訊,而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換,這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路,而于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。
主機(jī)查詢: 查詢消息幀包括設(shè)備地址、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼、校準(zhǔn)碼。
地址碼: 表明要選中的從機(jī)設(shè)備;
功能代碼: 表明被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能
數(shù)據(jù)段: 包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息,
校驗(yàn)碼: 用來檢驗(yàn)一幀信息的正確性,采用CRC16 的校準(zhǔn)規(guī)則。
從機(jī)響應(yīng):如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng),在回應(yīng)消息中有從機(jī)地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼和CRC16校驗(yàn)碼。數(shù)據(jù)信息碼則包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù),如參數(shù)測(cè)量值。
硬件連接:將信號(hào)線連接到儀表的A和B端子上。
通信設(shè)置:儀表規(guī)定采用通信格式為9600Bps,N81(1 個(gè)起始位、8 個(gè)數(shù)據(jù)位、無校驗(yàn)、1 個(gè)停止位)
具體如下表:
字節(jié) | 發(fā)送(PC端) | 示例 | 回應(yīng) | 示例 |
0 | 地址(ID) | 0x37 | 地址(ID) | 0x37 |
1 | 功能碼 | 0x03 | 功能碼 | 0x03 |
2 | 數(shù)據(jù)首地址 | 0x00 | 液位十位 | 0x00 |
3 | 數(shù)據(jù)長度 | 0x18 | 液位個(gè)位 | 0x01 |
4 | CRC校驗(yàn)(L) |
| 液位十分位 | 0x02 |
5 | CRC校驗(yàn)(H) |
| 液位百分位 | 0x03 |
6 |
|
| 液位千分位 | 0x04 |
7 |
|
| 溫度符號(hào)位 | 0x05 |
8 |
|
| 溫度十位 | 0x06 |
9 |
|
| 溫度個(gè)位 | 0x07 |
10 |
|
| 溫度十分位 | 0x08 |
11 |
|
| 空距十位 | 0x09 |
12 |
|
| 空距個(gè)位 | 0x0A |
13 |
|
| 空距十分位 | 0x0B |
14 |
|
| 空距百分位 | 0x0C |
15 |
|
| 空距千分位 | 0x0D |
16 |
|
| 電流十位 | 0x0E |
17 |
|
| 電流個(gè)位 | 0x0F |
18 |
|
| 電流十分位 | 0x10 |
19 |
|
| 繼電器1 | 0x11 |
20 |
|
| 繼電器2 | 0x12 |
21 |
|
| 量程 | 0x13 |
25 |
|
| 錯(cuò)誤標(biāo)志 |
|
26 |
|
| 傳感器類型 | 0x05 |
27 |
|
| 版本號(hào)整數(shù)位 | 0x02 |
28 |
|
| 版本號(hào)小數(shù)位 | 0x0A |
29 |
|
| CRC校驗(yàn)(L) |
|
30 |
|
| CRC校驗(yàn)(H) |
|
功能碼:03讀取功能
示例:主機(jī)發(fā)送:37 03 00 16 9e 7f
儀表返回:37 03 00 07 09 08 07 00 01 09 08 00 02 00 01 03 01 06 07 00 00 08 01 05 C5 87
六、常見問題
- 顯示為0000——提示儀表沒有收到回波
A:傳感器安裝傾斜,一邊觀察L,一邊調(diào)整垂直度。
B:被測(cè)液體表面情況復(fù)雜(例如:液體表面有泡沫、有漂浮物、
進(jìn)料口或出料口設(shè)置不合理,有塵埃等)導(dǎo)致反射能力差,可以更換發(fā)射距離大一些的儀表或更改進(jìn)出料口的位置。
- 液位變化顯示數(shù)字不變化
A:可能是液位高度進(jìn)入盲區(qū),可以抬高儀表安裝位置或降低液位上限。
B:離邊緣太近,邊緣平整度很差,在被測(cè)物體的上方有明顯障礙物可以改變安裝位置,于是觀察儀表L數(shù)值的變化,直到L滿足要求為止。
C:儲(chǔ)存罐的安裝口的設(shè)置或尺寸不符合要求,可以按上述要求改進(jìn)。
- 顯示數(shù)字有規(guī)律行的來回跳動(dòng)
A:在被測(cè)量的物體上方存在著比較弱小的虛假目標(biāo)產(chǎn)生的虛假回波(有時(shí)又,有時(shí)無),適度調(diào)整安裝角度或位置,以便回避虛假目標(biāo),通過觀察L數(shù)值,得到準(zhǔn)確、穩(wěn)定的L數(shù)值。
- 儀表顯示右上角顯示E7?
A:儀表當(dāng)前測(cè)量超出量程范圍,儀表顯示設(shè)置量程的的值,顯示界面右上角出現(xiàn)E7。
- 儀表顯示右上角顯示E3?
A:表示儀表測(cè)量連續(xù)10次無回波。