一、概 述
測量原理
超聲波液位計安裝在被測介質上方的傳感器在變送器的控制下，傳感器向被測物體表面發射一束超聲波脈沖，聲波被物體表面反射，并被傳感器接收將其轉換為電信號。從超聲波發射到重新被接收，其時間與傳感器被測物體表面的距離成正比。顯示電子單元檢測該時間，并根據已知的當前溫度下的聲速，計算出被測物體表面至傳感器的距離。通過CPU的運算就可得出液位測量值。
物料表面的空間距離D與聲波的行程時間T成正比：D=V×T/2（其中V為聲速）。
因空罐的距離D已知，則液位L為：L=H-D，通過設定空罐零點、滿罐量程及一些應用參數，儀表電子單元自動將脈沖行程時間T換算成相應得液位值L，且以對應的4－20mA信號輸出。
產品特點
非接觸測量、免維護、高精度、長壽命
智能信號處理技術，儀表適應各種工況條件
光電隔離4-20mA電流輸出
RS-485通訊接口
大電流雙繼電器上下限報警輸出（可選）
LCD液晶顯示窗，外形美觀精致
靈活的支架、法蘭安裝（可選）
雙通道多點液位測量
支架安裝、法蘭安裝等多種安裝方式。
產品應用
廣泛應用于自來水、污水、石油、化工、冶金、電力、食品、制藥、造紙、礦產等行業。
二、 產 品
操作模式 測量原理 超聲波液位測量 典型應用 |
|
測量范圍 0-4m、8m、12m 15m（可選） 頻率 50Hz | |
mA/HART 范圍 4-20mA 精度 ±0.02mA | |
分辨率： 1mm 精度： 量程的0.5% 重復性： ±5mm 刷新時間： ＜2s 溫度補償： 整個溫度范圍內的 補償功能 | |
環境條件 地點 室內/室外 環境溫度 -20-+60℃ 相對濕度 45%-75% 介質條件 壓力（容器） 0.5bar | |
外殼材質 ABS/聚氨酯 重量 電纜入口 M18*1.5電線接頭 過程連接 螺紋連接 法蘭連接 |
- 安 裝
安裝要求
傳感器發射超聲波脈沖時，都有一定的發射開角。從傳感器下緣到被測介質表面之間，由發射的超聲波波束所輻射的區域內，不得有障礙物，因此安裝時應盡可能避開罐內設施，如：人梯、限位開關、加熱設備、支架、攪拌器等。
安裝注意事項
1、傳感器安裝地點應盡可能安裝在無振動、波動、泡沫、粉塵或強電磁干擾場合。
2、所選擇的安裝位置應該方便施工、觀察和維護。
3、確保傳感器垂直對準物體表面安裝。
4、傳感器安裝必須高于液（物）位30cm以上（防腐則需40-60cm），從而避免進入儀表的盲區。若量程大時，盲區會適當加大。
5、在超聲波10°發射角內不應該有障礙物，避免產生錯誤回波。
6、對開口容器，只要條件許可，盡量使傳感器位于容器上沿或進料口之上，以免傳感器淹沒而輸出錯誤信號。
7、在罐壁有強烈的振動時，可以在罐口和儀表之間加入橡膠墊，用來消除振動的影響。
8、露天或野外安裝時應加裝遮陽、避雨設施。
9、傳感器安裝位置應盡量避開正下方進、出料口等液面劇烈波動的位置。
10、若池壁或罐壁不光滑，儀表安裝位置需盡量離開池壁或罐壁。
11、電線、電纜保護管，要注意密封防止積水。
12、避免信號線和動力電纜平行鋪設。
13、信號線的屏蔽層需保證良好接地，信號線請穿套管保護。
安裝注意示意圖
安裝方式
- 支架安裝（池頂）
- 支架安裝（池壁）
3、法蘭安裝
安裝位置推薦距離L、接管高度H：
量程（m） | 距離L（mm） | 接管H（mm） |
2 | 250 | 60 |
4 | 400 | 60 |
8 | 800 | 60 |
12 | 1000 | 60 |
電氣連接
注意事項 | 為了保證工作人員和儀表的安全，請按照如下順 序來完成電氣連接：
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儀表接線端子圖
注：此儀表可根據訂貨要求選擇供電方式：AC220V或DC24V
四、調 試
面板及按鍵說明
名稱 | 說明 | |
顯 示 窗 | ① 測量值顯示窗 | 顯示測量值、當前時間、量程、溫度、回波標志 |
操 作 鍵 | ② 移位鍵MOV | 在測量模式下，切換選擇儀表的液位值或空間距離值 設置參數的選擇位 |
③ 增加建INC | 設置參數時輸入數字 | |
④ 返回鍵ESC | 返回上一級菜單 | |
⑤ 確認鍵OK | 在測量狀態下無效 在設置狀態下，存入修改好的參數值；選擇不用的顯示內容或參數 | |
模式轉換
- 測量模式
儀表開機后，首先顯示的是測量模式。在測量模式狀態下，儀表顯示液位值（或空間距離值）、溫度值、時間，量程。（按MOV鍵切換選擇液位和空距值）。
傳感器測量模式顯示界面說明：
注：1、電流輸出始終對應的液位值。
- 儀表開機、復位或從參數設置狀態退出后首先顯示的是
液位值。按MOV鍵切換顯示空氣距離。
3、屏幕左上方的提示“點”閃爍頻率大約在1秒左右。
- 設置模式
同時按下MOV和OK鍵，進入到密碼界面。輸入正確用戶密碼（0030）后，進入設置模式菜單；按INC鍵（或MOV鍵）依次顯示各個菜單，按OK鍵，可進入對應菜單，進入二級菜單后，通過MOV鍵移動光標，INC鍵設置數值，通過OK鍵保存設置參數。
注意：INC鍵（可0-9循環增加），修改參數后需要按OK鍵才能保存，否則視為無效。
內容 | 說明 |
4-20mA設置（Set 4 to 20mA） | 4-20mA電流設置。 |
安裝高度（Mount Height） | 從傳感器探頭反射面到容器底部的距離。 |
繼電器1設置（Set Relay1） | 默認關閉，打開時默認為高位報警，液位高于設置值時，繼電器動作，可根據需要修改。 |
繼電器2設置（Set Relay2） | 默認關閉，打開時默認為低位報警，液位低于設置值時，繼電器動作，可根據需要修改。 |
時間設置（Set Time） | 北京時間。 |
通訊地址設置 （Set Modelbus ID） | 訪問本超聲波液位計的ID地址。 |
工作模式（Set Work Mode） | 分為手動自動，選擇手動模式時，可設置超聲波的強弱，收波門限。選擇自動模式時，液位計會根據量程自動調整超聲波的強弱。 |
4mA校正（Adjust4mA） | 修正4mA輸出的偏差。 |
20mA校正（Adjust20mA） | 修正20mA輸出的偏差。 |
液位校正（Adjust Level） | 調整液位測量值。 |
阻尼設置（Set Damping） | 調整液位，空距數值變化的平穩度，阻尼數越大，變化越平穩 |
盲區設置（Set Dead Zone） | 到傳感器底部進行測量的距離。 |
跳變范圍（Change Scope） | 超過該數值的變化不立即顯示，需要判斷是否是干擾造成的。 |
溫度校準（Adjust Tem） | 調整溫度 |
門限1（ThreShold） | 針對特殊情況的工況調整，用戶自己不必修改。 |
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設置密碼說明：
開機進入密碼 | 0030 |
恢復出廠設置密碼 | 1234 |
中英文切換密碼 | 0060 |
菜單顯示
此儀表的密碼為0030。同時按OK和MOV鍵進入以下菜單項。
分菜單項 | 初始值 |
4-20mA設置 （Set 4 to 20mA） | 20mA:10m 4mA:0m |
安裝高度 (Mount Height) | 10m |
繼電器一設置 (Set Relay1) | OFF |
繼電器二設置 (Set Relay2) | OFF |
時間設置 (Set Time) | 當前時間 |
RS485通信設置 (Set Modelbus ID) | 55（十進制） |
工作模式設置 (Set Work Mode) | 自動模式 |
4mA校準 （Adjust 4mA） | 200 |
20mA校準 （Adjust 20mA） | 1000 |
液位校正 （Adjust Level） | +0mm |
阻尼設置 （Set Damping） | 2 |
盲區設置 (Set Dead Zone) | 0.3m |
跳變范圍 (Change Scope) | 500mm |
溫度校準 (Adjust Tem) | +0℃ |
門限1 (ThreShold1) |
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門限2 (ThreShold2) |
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窗口（Window） |
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五、通信
儀表提供串行異步半雙工RS485通訊，采用MODBUS-RTU規約，測量數據均可讀出，每個儀表可設定其通訊地址，通訊連接應使用帶有銅網的屏蔽雙絞線，線徑不小于0.5mm2。布線時應使通訊線遠離強電電纜或其他強電場環境，推薦采用T型網絡的連接方式，不建議采用星形或其他的連接方式。
MODBUS_RTU 通訊協議：MODBUS協議在一根通訊線上采用主從應答方式的通訊連接方式。首先，主計算機的信號尋址到一臺地址的終端設備（從機），然后，終端設備發出的應答信號以相反的方向傳輸給主機，就是在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸所有的通訊數據流（半雙工的工作模式）。
MODBUS 協議只允許在主機（PC，PLC 等）和終端設備之間通訊，而不允許獨立的終端設備之間的數據交換，這樣各終端設備不會在它們初始化時占據通訊線路，而于響應到達本機的查詢信號。
主機查詢： 查詢消息幀包括設備地址、功能代碼、數據信息碼、校準碼。
地址碼： 表明要選中的從機設備；
功能代碼： 表明被選中的從設備要執行何種功能
數據段： 包含了從設備要執行功能的任何附加信息，
校驗碼： 用來檢驗一幀信息的正確性，采用CRC16 的校準規則。
從機響應：如果從設備產生一正常的回應，在回應消息中有從機地址碼、功能代碼、數據信息碼和CRC16校驗碼。數據信息碼則包括了從設備收集的數據，如參數測量值。
硬件連接：將信號線連接到儀表的A和B端子上。
通信設置：儀表規定采用通信格式為9600Bps，N81（1 個起始位、8 個數據位、無校驗、1 個停止位）
具體如下表：
字節 | 發送（PC端） | 示例 | 回應 | 示例 |
0 | 地址（ID） | 0x37 | 地址（ID） | 0x37 |
1 | 功能碼 | 0x03 | 功能碼 | 0x03 |
2 | 數據首地址 | 0x00 | 液位十位 | 0x00 |
3 | 數據長度 | 0x18 | 液位個位 | 0x01 |
4 | CRC校驗（L） |
| 液位十分位 | 0x02 |
5 | CRC校驗（H） |
| 液位百分位 | 0x03 |
6 |
|
| 液位千分位 | 0x04 |
7 |
|
| 溫度符號位 | 0x05 |
8 |
|
| 溫度十位 | 0x06 |
9 |
|
| 溫度個位 | 0x07 |
10 |
|
| 溫度十分位 | 0x08 |
11 |
|
| 空距十位 | 0x09 |
12 |
|
| 空距個位 | 0x0A |
13 |
|
| 空距十分位 | 0x0B |
14 |
|
| 空距百分位 | 0x0C |
15 |
|
| 空距千分位 | 0x0D |
16 |
|
| 電流十位 | 0x0E |
17 |
|
| 電流個位 | 0x0F |
18 |
|
| 電流十分位 | 0x10 |
19 |
|
| 繼電器1 | 0x11 |
20 |
|
| 繼電器2 | 0x12 |
21 |
|
| 量程 | 0x13 |
25 |
|
| 錯誤標志 |
|
26 |
|
| 傳感器類型 | 0x05 |
27 |
|
| 版本號整數位 | 0x02 |
28 |
|
| 版本號小數位 | 0x0A |
29 |
|
| CRC校驗（L） |
|
30 |
|
| CRC校驗（H） |
|
功能碼：03讀取功能
示例：主機發送：37 03 00 16 9e 7f
儀表返回：37 03 00 07 09 08 07 00 01 09 08 00 02 00 01 03 01 06 07 00 00 08 01 05 C5 87
六、常見問題
- 顯示為0000——提示儀表沒有收到回波
A：傳感器安裝傾斜，一邊觀察L，一邊調整垂直度。
B：被測液體表面情況復雜（例如：液體表面有泡沫、有漂浮物、
進料口或出料口設置不合理，有塵埃等）導致反射能力差，可以更換發射距離大一些的儀表或更改進出料口的位置。
- 液位變化顯示數字不變化
A：可能是液位高度進入盲區，可以抬高儀表安裝位置或降低液位上限。
B：離邊緣太近，邊緣平整度很差，在被測物體的上方有明顯障礙物可以改變安裝位置，于是觀察儀表L數值的變化，直到L滿足要求為止。
C：儲存罐的安裝口的設置或尺寸不符合要求，可以按上述要求改進。
- 顯示數字有規律行的來回跳動
A：在被測量的物體上方存在著比較弱小的虛假目標產生的虛假回波（有時又，有時無），適度調整安裝角度或位置，以便回避虛假目標，通過觀察L數值，得到準確、穩定的L數值。
- 儀表顯示右上角顯示E7？
A：儀表當前測量超出量程范圍，儀表顯示設置量程的的值，顯示界面右上角出現E7。
- 儀表顯示右上角顯示E3？
A：表示儀表測量連續10次無回波。
