超聲波液位計(jì)的安裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握超聲波液位計(jì)的安裝規(guī)范，驗(yàn)證其安裝位置對(duì)測(cè)量精度的影響。

通過實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)與現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)合的方式，評(píng)估設(shè)備在不同工況下的測(cè)量準(zhǔn)確性。

驗(yàn)證溫度補(bǔ)償、聲速校準(zhǔn)及渡越時(shí)間誤差修正等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

超聲波液位計(jì)（量程0-10m，盲區(qū)0.3m）

標(biāo)準(zhǔn)容器（內(nèi)徑1m，高度2m，刻度精度±1mm）

溫度傳感器（量程-20℃~100℃，精度±0.5℃）

聲速模擬器（可生成固定聲程的反射信號(hào)）

萬(wàn)用表（用于4-20mA信號(hào)校準(zhǔn)）

三、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）安裝前準(zhǔn)備

環(huán)境評(píng)估

確認(rèn)安裝位置無(wú)強(qiáng)電磁干擾、振動(dòng)源或粉塵。

測(cè)量環(huán)境溫度25℃，濕度60%，氣壓101.3kPa。

容器準(zhǔn)備

使用標(biāo)準(zhǔn)容器，液位高度范圍0.5m~9.5m，分10檔調(diào)節(jié)。

容器內(nèi)壁打磨至Ra≤3.2μm，涂抹硅脂后安裝探頭。

（二）安裝實(shí)施

安裝位置選擇

探頭垂直對(duì)準(zhǔn)液面，避開進(jìn)料口及攪拌器。

安裝高度：探頭下緣距液位1.2m（盲區(qū)余量0.9m）。

固定與接線

使用扳手緊固探頭，扭矩15N·m。

電纜向下彎曲并穿防水接頭，供電與信號(hào)線分離布線。

（三）校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)

零點(diǎn)校準(zhǔn)（空罐）

容器液位降至0.5m（量程），輸入實(shí)際液位值0.5m，校準(zhǔn)零點(diǎn)誤差。

滿量程校準(zhǔn)

液位升至9.5m，輸入實(shí)際值9.5m，校準(zhǔn)滿量程誤差。

聲速校準(zhǔn)

自動(dòng)補(bǔ)償：?jiǎn)⒂脺囟葌鞲衅?，記?5℃下聲速346.2m/s（理論值346.1m/s）。

手動(dòng)校準(zhǔn)：在5m液位處，調(diào)整聲速值至346.3m/s，使測(cè)量值與實(shí)際值一致。

渡越時(shí)間誤差修正

使用TGC電路補(bǔ)償聲波衰減，液位5m時(shí)接收信號(hào)幅度從3.2V提升至4.8V。

包絡(luò)微分法驗(yàn)證：過零檢測(cè)電路使計(jì)時(shí)信號(hào)穩(wěn)定在回波中點(diǎn)，誤差≤±1mm。

（四）重復(fù)性與線性驗(yàn)證

重復(fù)性測(cè)試

在5m液位處連續(xù)測(cè)量10次。

五、結(jié)論與建議

結(jié)論

超聲波液位計(jì)的安裝位置、聲速校準(zhǔn)及渡越時(shí)間誤差修正對(duì)測(cè)量精度至關(guān)重要。

通過實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)±1mm級(jí)精度，滿足高要求工況。

建議

露天安裝時(shí)加裝防雨罩，避免探頭表面結(jié)露。

定期清理探頭表面污垢，每6個(gè)月進(jìn)行一次聲速校準(zhǔn)。

對(duì)湍流或泡沫工況，建議采用動(dòng)態(tài)阻尼算法優(yōu)化響應(yīng)速度。