MiniRanger Plus流量計(jì)及其應(yīng)用

    摘要：本文闡述了MiniRanger Plus流量計(jì)的工作原理、特點(diǎn)及其幾個(gè)方面的應(yīng)用。
    關(guān)鍵詞：MiniRanger Plus  工作原理  應(yīng)用

    1、 概述

    MiniRanger Plus是一種通用的物位測(cè)量?jī)x器，使用超聲波回聲測(cè)試技術(shù)測(cè)量物位。該儀器由一個(gè)多功能液晶顯示、4鍵鍵盤(pán)和一完整連接盒組成，同時(shí)MiniRanger Plus需要配備反射波最大超聲波換能器構(gòu)成一工作系統(tǒng)。

    2、 工作原理

    MiniRanger Plus通過(guò)換能器發(fā)射一種超聲波脈沖，每個(gè)超聲波脈沖都由被測(cè)物反射形成反射波，發(fā)射波被換能器探測(cè)到（并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)）?；芈曈蒑iniRanger Plus通過(guò)技術(shù)處理。過(guò)濾從真正的介質(zhì)反射波、聲音和電的干擾波以及運(yùn)行中攪拌機(jī)葉片的反射波等混合波中，采樣真正的反射波。聲脈沖由換能器到被測(cè)物再被反射回來(lái)（其間溫度自動(dòng)補(bǔ)償）的時(shí)間，轉(zhuǎn)變?yōu)楣╋@示用的距離信號(hào)，及mA輸出和繼電器動(dòng)作信號(hào)。

    3、 特點(diǎn)

    1） 多功能LCD顯示：參數(shù)，讀數(shù)及條杠曲線(xiàn)顯示，繼電器及工作可靠型狀況顯示。
    2） 兩個(gè)報(bào)警/泵控繼電器
    3） 快速連接終端
    4） 上限開(kāi)關(guān)操作
    5） 超前/滯后，泵操作
    6） Dolphin兼容性
    7） 隔離的mA輸出
    8） 聲音情況
    9） 完整的鍵盤(pán)

    4、 功能

    1） 發(fā)射機(jī)

    啟動(dòng)測(cè)量后，設(shè)定數(shù)目的短脈沖和長(zhǎng)脈沖發(fā)送出來(lái)，短脈沖測(cè)量限于由灘頭起始的兩米范圍。當(dāng)一個(gè)短脈沖加疊一個(gè)長(zhǎng)脈沖時(shí)，短脈沖測(cè)量限于1米，長(zhǎng)脈沖覆蓋整個(gè)測(cè)量范圍。

    當(dāng)發(fā)射脈沖的反射波序列被接收到時(shí)，用相應(yīng)的提取技術(shù)，確定真實(shí)的物質(zhì)回波。

    測(cè)量的響應(yīng)速度與液面攪動(dòng)或在填充物體時(shí)是否有塊狀物體落入聲音路徑有特別大的關(guān)系。它限制了測(cè)量過(guò)程相適應(yīng)的顯示，模擬輸出，繼電器動(dòng)作的最大的頻率。

      2）換能器

    安裝于較遠(yuǎn)的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)并與發(fā)射機(jī)相連的換能器，能把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲脈沖信號(hào)，在發(fā)射機(jī)處于接受狀態(tài)時(shí)，能把聲反射波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。

    3） 溫度

    為了補(bǔ)償聲音傳播介質(zhì)均勻的溫度變化（導(dǎo)致聲速變化），以其提供了溫度補(bǔ)償，溫度感應(yīng)信號(hào)由一個(gè)與換能器一體的溫度傳感器提供，補(bǔ)償電路在發(fā)射機(jī)內(nèi)，聲音和溫度信號(hào)共用一根導(dǎo)線(xiàn)，在發(fā)射機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離

    4） 聲速

    在溫度穩(wěn)定，成份均勻的氣體介質(zhì)中，能校正其聲速誤差。

    基本原理是先實(shí)際測(cè)量（用皮尺或通過(guò)觀察窗），在P651程序狀態(tài)下，輸入實(shí)際測(cè)量值，然后MiniRanger Plus通過(guò)比較輸入的實(shí)際測(cè)量值（距離）與其本身的超聲測(cè)量值（時(shí)間）計(jì)算聲速，并采用此聲速進(jìn)行后續(xù)測(cè)量。

    5） 消隱脈沖

   近消隱脈沖經(jīng)常用于消除在換能器接收期間，換能器近前的低頻或其他類(lèi)似于反射波的聲波脈沖（例如駐波、階梯形波瞬變等），駐波或其他聲音雜波的表現(xiàn)是通過(guò)高數(shù)值顯示，可通過(guò)增加近程消隱的工廠設(shè)定值來(lái)克服它。

    在使用溫度和速度補(bǔ)償，以補(bǔ)償聲速變化的場(chǎng)所，消隱也能被自動(dòng)校正，保持在設(shè)定距離的消隱波。

    6） 反射波丟失

    當(dāng)MiniRanger Plus確信計(jì)算的測(cè)量結(jié)果不可靠時(shí)，存在反射波丟失，例如反射波的可靠性低于臨界值時(shí)，這歸因于高電平電噪聲，接地不可靠或換能器發(fā)射方向不正確。發(fā)射后如果接收時(shí)間超過(guò)安全延時(shí)定時(shí)器設(shè)定值一段時(shí)間，可靠性圖由滿(mǎn)刻度下降到某一部分值，并且顯示值和mA輸出，被強(qiáng)迫為空缺值，當(dāng)重新接收到一可靠反射波后，此狀態(tài)失靈（可靠示圖回到滿(mǎn)刻度），讀數(shù)，mA輸出，繼電器輸出回到當(dāng)前值。

    7） 繼電器

    MiniRanger Plus配備有兩個(gè)繼電器，每個(gè)繼電器都可被分配給三種功能中的一個(gè)功能。
       ①報(bào)警繼電器
       ②泵繼電器

    5、 應(yīng)用

    這里主要強(qiáng)調(diào)一下MiniRanger Plus的最普遍的應(yīng)用。

    1） 簡(jiǎn)單物位監(jiān)測(cè)應(yīng)用

    生產(chǎn)過(guò)程中的物位監(jiān)測(cè)是MiniRanger Plus 的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用，其功能是測(cè)量換能器表面與超聲波反射面的距離和空間，并把它顯示出來(lái)，在此類(lèi)應(yīng)用中，可包含也可不包含報(bào)警和ma輸出。例如下圖所例，
此例包含一物位測(cè)量顯示，還有與砂箱內(nèi)物位成正比例的mA輸出。換能器面到箱底的距離為5米，零位為箱底，滿(mǎn)刻度位為距箱底4.5米高處，在4米位設(shè)上限報(bào)警，在1米位設(shè)下限報(bào)警，最大填充速度1米/分。在反射波丟失事件中，MiniRanger Plus在延時(shí)兩分鐘后進(jìn)入非安全工作模式的低狀態(tài)。

    2） 泵控制應(yīng)用

    簡(jiǎn)單物位監(jiān)測(cè)應(yīng)用與泵控制應(yīng)用的基本區(qū)別是需要或不需要泵運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的泵控繼電器必須正常動(dòng)作或復(fù)位。MiniRanger Plus在程序工作模式下時(shí)泵控繼電器復(fù)位。

    泵可被設(shè)置為獨(dú)立的或兩泵超前/滯后的工作方式運(yùn)行。

    在有可能發(fā)生填充物填滿(mǎn)溢出容器的物位測(cè)量應(yīng)用中，應(yīng)使用潛水型換能器，當(dāng)填充物淹沒(méi)換能器表面時(shí)，潛水型換能器的空氣穴保證，寧可讀數(shù)保持為高物位讀數(shù)，也不設(shè)立因丟失反射波而使MiniRanger Plus進(jìn)入非安全工作模式，當(dāng)使用潛水型換能器時(shí)，設(shè)置P807-1,

    6、 常見(jiàn)故障及其解決辦法

   列表如下：

7、 維護(hù)

    MiniRanger Plus無(wú)須維護(hù)，但對(duì)其程序參數(shù)要做定理檢查。

    在短開(kāi)外部電源開(kāi)關(guān)后，如果有必要的話(huà)，可對(duì)MiniRanger Plus外殼及其外保護(hù)殼進(jìn)行清理，清理應(yīng)用真空吸塵器或干凈的刷子來(lái)完成。檢查所有的電器連接，看其是否存在腐蝕和擊穿。
如果MiniRanger Plus安裝于多塵或多油的環(huán)境中。應(yīng)確實(shí)保證編程器，接線(xiàn)端子和換能器的清潔。因?yàn)檫@些會(huì)阻礙信號(hào)的傳送。

    8、 結(jié)束語(yǔ)

    隨著科學(xué)技術(shù)特別是電子技術(shù)及傳感器技術(shù)的發(fā)展，超聲波流量計(jì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)社會(huì)中，特別是由于它屬于無(wú)阻礙流量計(jì)，適于解決流量測(cè)量困難，近年來(lái)，發(fā)展愈加迅猛，逐步走向一體化，廣泛化。