一體式超聲波液位計的原理是測量一個超聲波脈沖從發(fā)出到返回整個過程所需的時間。在測量中超聲波脈沖由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號，并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。 由于采用非接觸的測量，被測介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。超聲波液位計可采用二線制、三線制或四線制技術(shù)，二線制為：供電與信號輸出共用；三線制為：供電回路和信號輸出回路獨立，當(dāng)采用直流24v供電時，可使用一根3芯電纜線，供電負(fù)端和信號輸出負(fù)端共用一根芯線；四線制為：當(dāng)采用交流220v供電時，或者當(dāng)采用直流24v供電，要求供電回路與信號輸出回路隔離時，應(yīng)使用一根4芯電纜線。直流或交流供電，具有4~20mADC，高低位開關(guān)量輸出。量程范圍：0-50米，多種形式可選，適合各種腐蝕性、化工類場合，精度高，遠(yuǎn)傳信號輸出，PLC系統(tǒng)監(jiān)控。

超聲波探頭作為組成超聲波液位計的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響著發(fā)射超聲波的強(qiáng)度、接收的回波信號的強(qiáng)度、物位計量程，直接決定著超聲波物位計能否正常穩(wěn)定地工作。超聲波液位計探頭的結(jié)構(gòu)主要由壓電陶瓷、匹配層、阻尼塊、保護(hù)膜、外殼和高頻電纜線等部分組成。，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）等。超聲傳感器的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個傳感器的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。在實際應(yīng)用過程中，對探頭的***大測試量程、***小測試量程（盲區(qū)）和發(fā)射角（指向性開角）要求各不相同，超聲波液位計在選型時，需要綜合考慮，對各個性能指標(biāo)參數(shù)對探頭的結(jié)構(gòu)、頻率、輻射面以及外部尺寸權(quán)衡后再進(jìn)行選擇，以盡量滿足實際工況的要求。

目前水電站多采用浮子式液位計或投入式液位計來進(jìn)行水位測量。其缺點為：測量精度低，不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)浮子卡死不動和傳感器堵塞導(dǎo)致測不準(zhǔn)；維護(hù)工作量大，安裝、調(diào)試不便，采集到的僅是模擬告警信號，不能直接進(jìn)入電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。對無人值班電廠不實用。我們對攔污柵水位測量系統(tǒng)進(jìn)行了反復(fù)對比，優(yōu)化得出***后的方案設(shè)計，采用超聲波液位計對柵前、柵后水位進(jìn)行實時準(zhǔn)確監(jiān)測，超聲波液位計用PLC對采集量進(jìn)行處理。并且把實時水位和壓差數(shù)據(jù)送到中控室，超聲波液位計顯示和越限報警。超聲波液位計同時采用RS422/RS232接口，又把實時數(shù)據(jù)送到大壩集中控制室工控機(jī)，處理成計算機(jī)通信報文，***終將采集量送到電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)。

安裝過程中遇到的問題：設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)與實際液位不符，數(shù)值亂跳。自檢：1、檢查超聲波液位計參數(shù)設(shè)置 2、檢查超聲波液位計檢測介質(zhì) 3、檢查超聲波液位計安裝位置。超聲波液位計數(shù)據(jù)不符原因：水池底部有管道、水泵，液體表面有油漬氣泡，對超聲波造成了干擾。解決方案：可通過調(diào)整安裝位置，避開干擾物；若安裝位置不能調(diào)整則更換大量程超聲波液位計，以滿足工況復(fù)雜的使用需求。介于現(xiàn)場沒有更好的安裝位置，所以將原來0-5米的超聲波液位計更換為0-15米的大量程超聲波液位計。

超聲波液位計安裝時需要考慮“盲區(qū)"問題。不同量程的超聲波液位計，對應(yīng)的“盲區(qū)"尺寸大小會不同。當(dāng)液位進(jìn)入盲區(qū)后，超聲波液位計就無法準(zhǔn)確測量液位。所以，在確定超聲波液位計的量程時，必須預(yù)留出等于或大于“盲區(qū)"的尺寸余量。安裝時，探頭的高度與***高液位高度間的差值，必須等于或大于“盲區(qū)"的尺寸，這樣才能保證對液位的準(zhǔn)確監(jiān)測并保證超聲波液位計的安全（避免探頭被液體浸沒）。

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