SD347-DY智能型超声波物位计技术参数
文档版本：V1.0
编制日期：2024年6月
文档摘要
本文档为智能型超声波物位计产品技术说明书，系统阐述了该产品的技术规格、工作原理、功能特性、安装使用、维护保养及应用场景。
1. 技术参数：量程5~60米（多规格可选），测量精度0.5%~1.0%，分辨率3mm或0.1%（取大者）。供电DC 24V（标配）或AC 220V（可选）。模拟输出4~20 mA，可选RS-485或RS-232通信。显示仪表IP66、探头IP68（一体型）；显示仪表IP65、探头IP68（分体型）。环境温度显示仪表-20~+60°C，探头-20~+80°C。支持一体型或分体型安装。
2. 工作原理：采用超声波脉冲回波测距原理，通过探头发射超声波脉冲，接收经被测介质表面反射的回波，根据超声波传播时间计算出探头到介质表面的距离，进而计算出物位高度。
3. 功能特性：中文液晶显示；非接触式测量；可选配2个或4个继电器（状态可编程）；支持485或232通信；简易设置模式和专家设置模式；抗干扰措施；可选配防爆型。
4. 安装方式：支持一体型或分体型安装，探头安装方式包括法兰安装、螺纹安装、吊装等多种方式。分体式探头电缆标配10米，可定制100米。
5. 试剂消耗：无（非接触式物理测量，无需化学试剂）。
6. 维护保养：非接触式测量，基本免维护。定期检查探头表面清洁度即可。
7. 应用范围：适用于液体和固体物料的物位测量，广泛应用于水处理、化工、电力、冶金、矿业、食品等行业。
1. 产品概述
1.1 文档说明
本文档为智能型超声波物位计产品技术说明书，旨在为产品的技术性能、安装使用及维护保养提供全面的技术参考。文档内容基于产品实际技术规格编制，适用于选型设计、系统集成及现场运维等环节的技术人员参考使用。
文档中涉及的技术参数和功能描述均以产品实际配置为准，选配功能已在文中标注说明。
1.2 产品简介
本产品是一种非接触式、高可靠性的物位测量仪器，不必接触介质就能满足大部分物位测量要求。产品支持一体型和分体型两种结构形式，量程覆盖5米至60米多种规格。
产品采用超声波脉冲回波测距原理，通过探头发射超声波脉冲，接收经被测介质表面反射的回波，根据超声波传播时间计算出探头到介质表面的距离，进而计算出物位高度。具备中文液晶显示、4~20 mA模拟输出、RS-485/RS-232通信、可编程继电器控制等功能。
2. 技术参数
2.1 基本测量参数
参数项 | 规格说明 |
量程 | 5m、10m、15m、20m、30m、40m、50m、60m（多规格可选） |
测量精度 | 0.5% ~ 1.0% |
分辨率 | 3mm 或 0.1%（取大者） |
显示方式 | 中文液晶显示 |
检测限 | 受盲区限制，盲区范围内无法测量 |
2.2 电气与通信参数
参数项 | 规格说明 |
供电电源 | 标配 DC 24V；可选 AC 220V ± 15% 50Hz；可选 DC 12V 或电池供电 |
模拟输出信号 | 4 ~ 20 mA（一体四线制：510Ω负载；一体两线制：250Ω负载；分体式：510Ω负载） |
数字通讯接口 | RS-485 或 RS-232（可选） |
继电器输出 | 可选配2个或4个继电器，AC 250V/5A 或 DC 30V/5A，状态可编程 |
产品功耗 | 分体式：1.5W（标配毫安）/0.9W（485）/1.6W（485+毫安）；一体四线制：1W（标配毫安）/0.6W（485）/1.1W（485+毫安）；220VAC供电：5W |
2.3 工作环境条件
参数项 | 规格说明 |
环境温度（显示仪表） | -20 ~ +60 °C |
环境温度（探头） | -20 ~ +80 °C |
防护等级（一体型） | 显示仪表 IP66，探头 IP68 |
防护等级（分体型） | 显示仪表 IP65，探头 IP68 |
2.4 机械与安装参数
参数项 | 规格说明 |
安装方式 | 一体型或分体型 |
探头安装方式 | 法兰安装、螺纹安装、吊装等 |
分体式探头电缆 | 标配10米，可定制100米（无电磁干扰前提下） |
探头连接螺纹 | M48×2、M60×2、M78×2、M108×2 或 G1-1/2、G2 等多种规格 |
3. 系统组成与工作原理
3.1 系统组成
本产品由以下主要部件构成：
1. 显示仪表（主机）：包含微处理器、中文液晶显示屏、按键操作面板、信号处理电路、电源模块及输出接口。
2. 超声波探头（换能器）：用于发射和接收超声波信号，防护等级IP68。
3. 连接电缆（分体型）：标配10米，可定制100米。
3.2 测量原理
本产品采用超声波脉冲回波测距原理进行物位测量。
测量流程如下：
1. 探头（换能器）向被测介质表面发射超声波脉冲。
2. 超声波脉冲在空气中传播，遇到被测介质表面后发生反射。
3. 探头接收反射回来的回波信号。
4. 仪表测量从发射到接收回波的时间差Δt。
5. 根据超声波在空气中的传播速度v，计算出探头到介质表面的距离d = v × Δt / 2。
6. 结合设定的参考零点（探头到池底距离），计算出物位高度。
4. 功能特性
4.1 测量与显示功能
1. 中文液晶显示，界面清晰直观。
2. 支持距离测量和物位测量两种模式。
3. 分辨率3mm或0.1%（取大者）。
4.2 模拟输出功能
仪表提供4~20 mA模拟输出，输出电流与物位测量值成线性对应关系。量程低点和量程高点可通过菜单自由设定。
4.3 通信功能
仪表可选配RS-485或RS-232通信接口，支持MODBUS通讯协议，可实现远程数据采集与监控。
4.4 继电器控制功能
仪表可选配2个或4个继电器，触点容量AC 250V/5A或DC 30V/5A，状态可编程，用于高低位报警或控制。
4.5 抗干扰功能
仪表具备以下抗干扰措施：
1. 虚假回波抑制功能，可排除发射角内障碍物产生的虚假回波。
2. 算法选择功能，可根据现场工况选择合适的信号处理算法。
3. 建议仪表和传感器单独可靠接地。
4.6 简易与专家设置模式
仪表提供两种设置模式：
1. 简易设置模式：只需设置参考零点（探头到池底距离）和测量模式即可正常工作。
2. 专家设置模式：可进行量程设置、测量模式、探头设置、算法选择、报警设置、参数校正、通信设置、复位等详细参数配置。
5. 安装指南
5.1 安装方式
本产品支持一体型和分体型两种结构形式：
1. 一体型：显示仪表和探头一体化设计，结构紧凑。
2. 分体型：显示仪表和探头分体安装，探头电缆标配10米，可定制100米。
探头安装方式包括：
1. 法兰安装：使用塑料材质的法兰可有效减少共振影响。
2. 螺纹安装：M48×2、M60×2、M78×2、M108×2或G1-1/2、G2等多种规格。
3. 吊装安装：适用于分体式传感器。
5.2 安装位置选择
1. 尽量使传感器的轴线垂直于介质表面（偏差2~5°是允许的）。
2. 避免在发射角内有任何其他物体，如管道、支架、焊缝等。
3. 对于拱形罐顶，仪表最好不要安装在罐顶中央，而是安装在半径的1/2或2/3处。
4. 探头发射面必须露出盖板或导波管，不能缩在里面。
5.3 测量范围选择
超声波探头的实际测量范围受现场工况影响，需根据以下因素进行修正：
工况因素 | 影响程度 | 量程修正建议 |
液体表面平稳 | 无影响 | 无需加大 |
液体表面有波纹 | 衰减50~67% | 加大1倍量程 |
液体表面大波动（有搅拌） | 衰减90% | 加大3倍量程 |
有少量粉尘/蒸汽/雾气 | 衰减50~67% | 加大1倍量程 |
有大量粉尘/蒸汽/雾气 | 衰减67~90% | 加大3倍量程 |
探头和介质温差≤40°C | 衰减50~67% | 加大1倍量程 |
探头和介质温差≤80°C | 衰减67~90% | 加大3倍量程 |
多种工况同时存在时，需将各因素的衰减量累加计算。
5.4 电气接线
1. 传感器到主机之间的接线，不能跟220VAC或380VAC的交流电同一个线槽。
2. 跟220VAC电源线最少要间隔50厘米以上，跟380VAC电源线最少要间隔100厘米以上。
3. 如无法避免与交流电同槽，须在传感器到主机之间的电缆外面穿金属管屏蔽，金属管本身还要可靠接地。
4. 设备安装完毕，必须真正单独接地，不要与电气箱或仪表箱的公用地接地。
6. 维护与保养
6.1 日常维护
1. 本产品为非接触式测量，基本免维护。
2. 定期检查探头表面是否附着污物，如有污物应及时清洁。
3. 检查电缆连接是否牢固，有无破损。
4. 检查仪表显示是否正常。
6.2 维护周期建议
维护项目 | 建议周期 | 说明 |
探头表面检查 | 每月一次 | 检查是否有污物附着 |
探头表面清洁 | 根据工况 | 发现污物时及时清洁 |
电缆检查 | 每季度一次 | 检查电缆是否破损、连接是否牢固 |
整机校验 | 每年一次 | 全面检查仪表测量精度和功能 |
7. 应用范围
本产品适用于以下领域的物位测量场景：
1. 水处理行业：水池、水箱、沉淀池等液位测量。
2. 化工行业：各种液体储罐、反应釜的液位测量。
3. 电力行业：循环水系统、灰浆池等液位测量。
4. 冶金行业：矿浆池、沉淀池等液位测量。
5. 矿业行业：矿仓、料仓等固体物料料位测量。
6. 食品行业：各种液体储罐的液位测量。
7. 石油行业：油罐、油品储罐的液位测量。
8. 环保行业：污水池、调节池等液位测量。
9. 水利行业：河道、水库等水位测量。
8. 注意事项
1. 对硬件的任何操作，都必须在断电之后进行，如果带电操作造成短路等故障，不在保修范围之内。
2. 开盖操作，必须断电之后进行，而且不能有液体进入仪表内。
3. 设备安装完毕，必须真正单独接地，不要与电气箱或者仪表箱的公用地接地。
4. 传感器到主机之间的接线，不能跟220VAC或者380VAC的交流电同一个线槽。跟220VAC电源线最少要间隔50厘米以上，跟380VAC电源线最少要间隔100厘米以上。
5. 探头安装完毕后，探头发射面一定露出盖板或者导波管，不能缩在盖板或者导波管里面。
6. 探头设置、参数校正、算法选择这三个项目请不要自行修改。
7. 对于拱形罐顶，仪表最好不要安装在罐顶中央，而是安装在半径的1/2或2/3处。
8. 建议安装时使用塑料材质的法兰跟传感器连接，可有效减少共振对测量产生的影响。
9. 本产品应在技术规格规定的环境条件下使用，超出规定范围的使用可能导致测量精度下降或设备损坏。
9. 常见问题处理
问题现象 | 可能原因 | 处理建议 |
仪表不工作 | 电源故障或接线错误 | 检查电源连接和供电电压 |
仪表工作但不显示 | 显示模块故障或对比度设置不当 | 检查显示模块连接，调整对比度 |
屏幕显示"丢波" | 探头表面污物、安装位置不当或量程不足 | 清洁探头表面，检查安装位置，确认量程是否足够 |
测量值与实际相差大或跳动 | 安装位置不当、虚假回波干扰或探头污染 | 检查安装位置，排除发射角内障碍物，清洁探头 |
无4~20 mA输出 | 输出接线错误或参数设置不当 | 检查输出接线，检查量程设置 |
继电器不动作 | 报警值设置不当或接线错误 | 检查报警值设置，检查继电器接线 |
通信异常 | 通信参数设置不当或线路故障 | 检查通信地址、波特率等参数，检查线路连接 |
测量固体物料效果差 | 固体物料表面衰减过大 | 确认固体物料是否适合超声波测量，或选用更大量程探头 |
本文档所含技术信息仅供参考，如有变更，以实际产品为准。
