超声波液位传感器是一种利用超声波技术测量液体或固体物料高度的非接触式传感器。它通过发射超声波脉冲并接收反射回波来计算液位高度，广泛应用于工业、环保、水利等领域。以下是其核心要点：

工作原理

  1. 发射与接收：传感器向液面发射超声波脉冲，声波遇到液面反射后被接收器捕获。

  2. 时间测量：计算声波从发射到返回的时间差（Time of Flight, TOF）。

  3. 距离计算：根据声速（常温下约343m/s，需温度补偿）和时间差，计算传感器到液面的距离。

    • 公式：液位高度 = 容器总高 - (声速 × 时间差 / 2)

主要特点

  • 非接触式：不与被测介质接触，避免腐蚀或污染。

  • 适用介质：液体、颗粒状固体（如粮食、粉末）。

  • 测量范围：通常0.3~15米（高精度型号可达毫米级误差）。

  • 温度补偿：内置温度传感器修正声速，提高精度。

  • 输出信号：4-20mA、RS485、Modbus等工业标准信号。

优缺点

优点：

  • 无机械磨损，寿命长。

  • 适用于腐蚀性、高温、高压等复杂环境。

  • 安装简便，无需改造容器。

缺点：

  • 泡沫、蒸汽或剧烈波动液面可能影响测量。

  • 真空环境不适用（超声波需介质传播）。

  • 盲区限制：近传感器区域无法测量（通常0.1~0.5米）。

应用场景

  1. 工业储罐：化工原料、燃油、废水液位监测。

  2. 水利工程：河流、水库水位预警。

  3. 食品医药：无菌环境下的液位控制。

  4. 农业：灌溉水箱、粮仓料位检测。

选型关键参数

  1. 量程：根据实际液位高度选择。

  2. 精度：通常±0.25%~±1% FS（满量程）。

  3. 过程温度：-40℃~80℃（高温需特殊型号）。

  4. 防护等级：IP67/IP68（防尘防水）。

  5. 输出协议：匹配PLC或控制系统。

安装注意事项

  • 避免安装在进料口或搅拌区，减少干扰。

  • 确保超声波路径无遮挡（如泡沫、障碍物）。

  • 倾斜液面或不平整表面需调整安装角度。

常见故障排查

  • 无信号或误差大：检查电源、传感器对准、介质特性（如泡沫）。

  • 温度补偿失效：验证环境温度是否超出传感器范围。

  • 通信中断：检查线路阻抗和协议配置。

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