二线制超声波物位计使用一段时间后出现量程漂移,可能的原因主要包括以下几个方面:
一、探头老化与性能衰减
压电晶体老化是导致量程漂移的核心原因。探头内部的压电陶瓷片长期使用后分子结构会发生变化,导致发射功率和接收灵敏度逐渐下降。当电阻增加到接近使用时,信号会出现大的脉动现象,测量值会持续偏高或偏低。超声波探头的使用寿命通常为3-5年,恶劣环境下可能缩短至1-2年,超过使用寿命后即使外观无损伤也应考虑更换。
温度补偿功能失效也是常见原因。探头内置的温度传感器(如NTC热敏电阻或PT100铂电阻)老化或损坏,会导致温度补偿失效。温度每变化1℃,声速变化约0.607m/s,20米量程下温度波动10℃可导致约0.35米的测量误差。如果探头密封不良导致受潮,也会影响温度传感器的准确性。
二、环境因素影响
温度变化是影响测量精度的主要因素。虽然超声波液位计具备温度补偿功能,但在大温差环境中,如果温度补偿效果不佳或探头局部温度与整体环境偏差较大,仍会导致测量误差。温度每变化1℃,声速偏差约0.607m/s,20米量程下温度波动10℃可产生约0.35米的误差。
探头表面结垢或附着物会阻碍超声波的发射和接收。污垢、冰霜或粘稠物附着在探头表面,会导致信号衰减,测量值持续偏高或偏低。需要定期用软布清洁探头表面,避免使用化学清洁剂。
电磁干扰也是常见原因。现场有变频器、电动机等大功率设备会产生强电磁干扰,影响探头的正常工作。需要使仪表外壳可靠接地,并远离干扰源。
三、安装与使用问题
探头进入盲区会导致测量不准确。超声波液位计都有盲区,一般5米以内量程盲区为0.3-0.4米,10米以内量程是0.4-0.5米。如果探头离液面太近,进入盲区后会出现满量程或任意数值,不能正常工作。
液面波动或泡沫影响也会导致量程漂移。容器内有搅拌或液面波动较大时,反射信号会减弱到正常信号的一半以下。液体表面有泡沫时,泡沫会明显吸收超声波,导致回波信号非常弱,造成液位计接收不到反射信号。
安装位置不当,如探头靠近热源、通风口或阳光直射,会导致局部温度与整体环境偏差大,影响温度补偿的准确性。探头应安装在温度稳定区域,远离热源≥1米,避免直接吹风。