料位检测超声波料位计

声波频率高于20000Hz的称为超声波，在发射中它具有扩散小，方向性强以及在介质中传递时衰减大等特性。超声波料位计的工作频率一般在20000～30000Hz。

超声波料位计的种类有利用固体及气体对声波吸收能力的不同，当料位达到预定位置时，发出报警信号或进行定点控制，称为阻断式料位计。声波发射器与接受器分别装在被测容器的预定相对面，当料位升降时导通或阻断了声波，发出越限报警信号;有利用超声束在不同密度的介质分界面处会产生反射，根据声波从发射到接收到料面回波的时间间隔与料位成比例而组成料位计。它分液介式、气介式、固介式3种。适用于选煤厂各种煤仓料位的超声波料位计属气介式，即声波经空气介质传播，在被测物表面上反射后接收，通过测量电路可以连续显示被测料位的高度。测量范围可以从几米到几十米。

超声波料位计可进行非接触测量; 无机械动作部件;声波不受光线、湿度、粘度影响，与介质的物理性质无关。但超声料位计有测量盲区，短距离测量误差较大。

适用于一般导电性良好或导电性能虽不好，但含有一定水分物料的料位检测。它有2个料位探极，一个检测料位上限，一个检测料位下限。探极可用普通的钢丝绳或圆钢棒料，悬挂在料仓顶部，如果是金属结构的煤仓，其仓壁要接地，如果是混凝土煤仓，则在低于低位电极的仓底设置一钢板，将钢板接地，电极通过煤电阻与地形成回路，根据煤位高低，接通上部或下部电极，通过开关电路，实现相应的控制动作 (图1)。

为防止灰尘或水汽使探极绝缘电阻降低而引起仪表误动作，仪表内设保护环线路。对于电极表面状态如结晶、结垢、氧化、腐蚀等，在电路和探头结构上均采取一定措施加以改善，以减轻和消除它引起的工作不稳定。

粒位检测在现代选煤厂生产自动化过程中具有重要的作用。可以估算出容器中所储物料的体积或重量，使其保持在要求的一定高度，或对它的上下极限位置进行报警，连续监视或调节容器中流入与排出物料的平衡。选煤厂常用的可自动连续检测煤仓料位的仪表为电极式、超声波式、重锤式、微波式和称重式料位计。

根据杠杆平衡原理，使平衡机构与驱动机构合为一体，用于定期地测量料位高度。

安装示意如图2。

重锤用钢丝绳连于与电机相接的鼓轮上，当伺服电机接受控制器测量命令后，探料执行机构动作，电机转动，放松重锤，使它从预先整定好的零位靠自重开始下降，由于光电管位置变送器随动跟踪作用，发出光电信号，经计数译码及逻辑控制部件反映出探头下降的相应位置，由显示仪表读出料位高度。在重锤触及物料时，产生失重，发出失重信号，通过控制器的逻辑控制作用使磁力启动器和执行机构得到停转一反转的指令，伺服电机迅速反向转动带动探头返回。

重锤料位计用于煤仓料位定时测量效果较好，但有时会因煤块对重锤的碰撞而引起误动作，或重锤被物料埋住失灵。

波长在0.001～1m范围内的电磁波统称为微波。微波具有在各种障碍物上能产生良好的反射，良好的定向辐射和良好的传输特性。利用这些特性用来检测料位，特别适用于环境恶劣的生产过程中。反射式微波料位计，是将微波的发射天线和接收天线置放成一定的角度，微波从被测料面经反射进入接收天线。在发射功率、波长、增益恒定的情况下，其接收功率与料位成反比，因而，测出接收功率的变化就可得到料位连续变化的情况。

利用装于料仓底部的压力传感器反映料仓的重量测知料位。这种料位计适于装车料斗及金属仓料位的检测。

对储仓中固体块料或粉料表面位置的测量，以了解储仓中所储物质的数量。

火力发电厂中需要检测原煤斗及煤粉仓中煤块和煤粉的位置。

以往多采用简单的重锤探测式料位计来检测料位，现在则采用自动重锤探测式料位计、核辐射式料位计和超声波料位计来检测料位。

粒位检测在现代选煤厂生产自动化过程中具有重要的作用。可以估算出容器中所储物料的体积或重量，使其保持在要求的一定高度，或对它的上下极限位置进行报警，连续监视或调节容器中流入与排出物料的平衡。

选煤厂常用的可自动连续检测煤仓料位的仪表为电极式、超声波式、重锤式、微波式和称重式料位计。

一般由换能器、控制与信号转换器、 显示报警单元和电源等部分组成。利用声波测距原理， 将一调制的超声波电脉冲，经电—声换能器转换成超 声波之后向被测料面发射，与此同时开始计时，超声波 遇到料面后产生漫反射，反射声波回到换能器，再经过 声—电转换成电信号，同时计时止(见上页图3)。按 如下公式计算

L=Ct/2

式中L为换能器与料面间的距离;C为声波在空气中 的传播速度;t为声波从换能器到料面间往返所需的 时间。

通过微处理器计算得出料位值，以数字显示在仪 表上，或转换成标准模拟信号传输给监测系统。因此该 装置为非接触式、连续测量料位的装置，可广泛应用于 液位或颗粒料位的测量。

主要技术指标：

测量范围 0～10～20～30～40～50m

测量精度 1% (满量程、镜面反射)

工作频率 18～25kHz

模拟信号输出 4～20mA或 200～1000Hz

由检测机构、电源控制箱、主控仪 表等组成。以钢丝绳(或钢带)悬挂重锤，从起始位置 下放重锤，重锤遇物料后上提，测量下放与上提之间绳 (或带)的长度，即代表料仓的空仓距离。工作原理如 图1所示，此类检测装置的主要技术指标：

测量范围 0～25～50m

测量精度 ±0.1m

重锤升降平均速度 0.29m/s

由于重锤有被下卸物料碰砸或埋住的可能，故一 般在液体仓或粉料仓应用较好。