什么叫物位？
在热工检测中，我们常把开口容器或密封
容器中液体介质液面的高低称为液位；把两种
液体介质分界面的高低称为界面；把固体粉状
或颗料物在容器中堆积的高度称为料位。而物
位则是液位、界面和料位的总称
超声式物位计
原理 利用声波的某些特性制成。如声波阻断式—固体、液体或气体对声波的吸收能力不同（气体最大），由接收的超声波可知物体是否达到预定位置，可实现报警或定位检测。而回波测距法—声波在介质中的传播有一定的速度，但在密度不同的介质分界面处会产生反射和折射。液面上声波从发射到接受回波的时间间隔与物位高低成比例，从而测得液位
分类（针对回波测距法） 固介式、液介式、气介式
组成 超声换能器（由压电材料制成，完成电能和超声能的可逆转换，可以是接、收分开的双探头方式也可以是自发自收的单探头方式）和电子装置（用于产生电信号以激励超声换能器发射超声波，并接收和处理经超声换能器转换的电信号。）
补偿 由于超声波在介质中的传播速度与密度有关，易受温度和成分变化的影响，从而影响物位的测量，因此需要补偿。可以在超声换能器附近安装温度传感器，自动补偿因温度变化对物位测量的影响，还可以使用校正器，定期校正声速。
特点 无机械可动部件，安装维修方便；超声换能器寿命长；可以实现非接触式测量，适合于有毒、高粘度及密闭容器物位的测量；对环境适应能力强，应用广泛。
超声波物位计的主要的几个技术指标：
１、量程和盲区：量程和盲区是反映超声物位计的两个重要的指标
量程代表的是这个物位计能测量的最大范围。反映的是换能器的灵敏度。也就是说，量程越大，灵敏度越高。大部分厂家标称的量程都是针对平整液面来说的，也就是说实际测量的时候，液位波动，表面有漂浮物，测量是固体料位，有粉尘，有蒸汽，都是有可能导致量程不能达到标称的值。
盲区是反映换能器好坏的重要指标。盲区也称死区，超声液位计测量不到的一段距离，他是由于超声换能器的余震造成的。比如盲区３０ｃｍ，也就是说，在液面跟探头的距离小于３０ｃｍ的时候，将会出现不能测量的情况。那么相同量程的产品，盲区越小，说明这个换能器的设计越好。对一些密闭罐体或者短量程的测量来说，安装会越方便。因此盲区成为相同量程产品衡量换能器做得好坏的一个重要指标。
２、温度和精度。
温度范围大部分标称是－２０～６０°C这个范围。因为大部分用液晶显示的物位计，液晶屏的工作温度只能在这个范围，超出这个范围，液晶显示都会出现不正常现象。如果不考虑液晶显示的限制，一般都可以做到－４０～８０°Ｃ的范围。压电陶瓷有个居里温度约300°Ｃ。居里温度一般是安全温度，所以一般情况下，超声波换能器的工作温度很难超过150°Ｃ，当超过150°Ｃ的时候，很容易对里面的压电陶瓷损坏，因此150°Ｃ度可以看成是一个绝对破坏温度。另外超声换能器制造过程用的部分材料,不能在100°C以上的温度长时间工作，大部分换能器的极限温度是100°C。
为什么把精度和温度放在一起考虑,因为在空气中,温度测量误差1°C,对声速的影响是0.6m/20°C,1个大气压下声速约为340m/S。因此可以算出,对测量误差的影响是0.17,也就是说,如果温度测量误差超过3°C,物位测量误差就超过大部分厂家0.5%的标称范围。因此实际0.5%的精度针对的是常温常压下的。对偏高和偏低的温度,都有可能导致测量精度超过0.5%的情况。有温度梯度,温度变化快的场合,测量误差也会因此增大。另外对测量精度影响最大的是气体成份。也就是说在一些挥发性液体的场合,因为液体的挥发导致空气成分变化,接着导致气体声速变化引起的测量误差。
3、压力
在负压的情况下,一般不推荐用超声测量,因为超声传播是通过气体来实现的。负压力意味着里面的空气稀薄,超声在稀薄空气下传播,一个是声速会变化,引起测量误差,二是稀薄空气里面,声波衰减增大,导致测量量程减小甚至不能测量。
正压力主要是探头结构的影响,只要探头结构没有问题就不会引起漏气现象。那么在大的压力情况下超声物位计是可以工作的。
4、腐蚀性
物位计的腐蚀性主要考验的是探头的材质。在弱酸弱碱的环境下，普通的塑料外壳就可以了。用聚四氟乙烯的外壳，可以耐大部分的强酸强碱。这里要注意的是，如果被测物质有比较强的腐蚀性和挥发性，那么用一体物位计的时候，最好把电路板进行胶峰。因为大部分的可以防水的壳体，都不能防气体。气体进入一体设备里面后，会腐蚀电路板。
5、方向性和安装结构
安装结构一般有法兰和螺纹两种安装方式。不推荐使用吊装，因为吊装容易受风的影响。但安装的时候，一般要考虑盲区的影响。我们要在物理上保证最高液面到探头表面的距离大于盲区。为了避开盲区，用加长导管安装的时候，必须注意的是，探头辐射面两端与导管端面两端形成的夹角必须大于换能器的锐度角。(锐度角：波束两侧出现第一个极小值之间的夹角)大部分物位计用的换能器都可以看成一个圆型活塞阵。那么锐度角的角度可以通过下面的公式计算出来：换能番锐度角的计算公式：θ ＝2arcsin(0.61λ/a)。产品标称的是一股是换能器的半功率角，半功率角的计算公式为：θ-3dB=2arcsin(0.26λ/a)。这样就可以验证一下厂家标称的波束角是否是真实的。波束角不是越小越好，因为对大量程的产品来说，波束角太小，那么要垂直对准液面则比较困难。
λ=波长＝声速/频率 a=半径，是换能器的辐射面的半径
雷达物位计
原理 雷达物位计发射功率很低的极短的微波通过天线系统发射并接受。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保在极短时间内稳定和精确的测量。即使存在虚假反射的时候，最新的微处理技术和软件也可以准确地分析出物位回波。通过输入容器尺寸，可以将上空距离值转换成与物位成正比的信号。仪表可以空仓调试。
雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达物位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，其传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz，电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性能越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。频率越高，发射角越小，单位面积上能量越大，波的衰减越小，测量效果越好。
安装场所
建议：
环境温度-40~80℃之内。
易于靠近观察显示器和通过手持式操作器编程。
适合于外壳防护等级和构件材料的环境。
保持超声波照射方向和物料表面垂直。
预防措施：
避免接近高电压高电流线路，高电压高电流接触器以及变频电动机速度控制器。
避免来自障碍物或进料物流对发射锥的干扰。
不要安装在容器的中央位置。
安装天线时，远离墙壁，以免虚假回波造成干扰。
避免来自梯子、管线等物体的干扰，否则会引起虚假回波。
避免来自进料物流的干扰。
注意： 理想的情况是：安装 SITRANS Probe LU 使传感器的表面至少高于欲测量的最高物位 300mm以上。
运行模式和编程模式
SITRANS Probe LU 有两种操作模式：运行和编程模式。
处于运行模式时，上电后 SITRANS Probe LU 自动启动探测料位。初始读数为以设置的零点（空位） 为基准的料位值（单位米）。这是默认的启动显示模式。
系统状态显示在 LCD 或远程通讯终端上。
运行模式的显示
使用手持式操作器控制显示:
1 -初始读数（显示物位，距离或体积 1，采用物理单位或百分比）
2- 次级读数（显示补充读数 2 的参数代码）
3- 回声状态指示标志：可信回波
4- 物理单位或百分比
5- 动态棒图显示物位值
6- 补充读数（取决于所选参数。显示毫安值，距离或回波置信度，使用相应的单位）
如果回波的置信度降到低于回波置信度阈值，则故障保护计时器开始运行。当计时器计时满时，字母 LOE（回波丢失）与读数间隔 2 秒钟交替显示，可信回波指示标志换为不可信回波指示标志。接收到一个有效的读数后，物位读数显示返回到正常操作状态。
编程模式的显示
编程
· 设置参数满足您的特殊应用
· 在任何时刻激活编程模式均可改变参数值和设置操作条件。
· 本地编程使用西门子妙声力手持式操作器。
· 远程编程，使用 PC 运行 SIMATIC PDM 或使用 HART 手持通讯器
快速设定：步骤 1~10
P000 锁定
P001 工作模式
P003 测量速度
P004 天线类型
P005 单位
P006 零点
P007 量程
P010 语言
物位，空高和距离测量的 mA 输出:
设置过程容器零位（P006：空槽）
设置测量范围（P007：满度）
注意：
· 除非先前设置过不同的参数值，否则设置 P006 会影响满度的设置。
· 默认值是根据操作（ P001）和零位（ P006）设置的。如果操作模式没有设置为空高（ distance P001＝3），则量程为零位减去盲区长度 1 的 110％。否则，满度为零点距离。
· 防止被测界面进入传感器表面 0.3m 之内。当最小可测距离为 0.25m 时，安全极限为 0.05m。
最小化虚假回波：设置 P838（自动虚假回波抑制距离,默认值为1米）P838 和 P837 一起使用
虚假回波抑制功能激活：设置 P837（自动虚假回波抑制）
1. 盲区长度的默认值是 0.25 m。
2. 虚假回波可能由波束通道中的障碍物产生。
3. 有关自动虚假回波抑制的详细说明请参见完全手册。
常见故障及处理办法:
首先，判断仪表供电是否正常，确认仪表自身有无故障（将仪表对准地面或墙面，观察仪表是否可以正常检测）。
其次，检查参数设置，确认参数设置是否正确，并对照安装要求，检查安装方式是否有误。
再次，观察应用环境是否存在影响测量的不良因素。
最后，检查仪表内是否进水，造成电子机芯线路腐蚀的现象。
通过上述步骤初步判断后，如果问题仍未解决，可参照下列超声波物位计常见故障及其处理方法予以排除：
一、仪表不显示、不工作
（1）存在供电错误现象：检查仪表DC24V供电电压和电流输出能力。
（2）接线错误：检查接线是否正确。
（3）当仪表内进水或机芯线路被腐蚀时，仪表需返厂维修。
二、仪表有显示、不工作，或无法测量
（1）物位计未对准物面，请调整物位计对准方向（可利用水平尺校对）。
（2）液面波动幅度较大，或液体易挥发，建议在容器中加入塑料管，或改用更大量程的物位计。
（3）料面极不平整，建议改用更大量程的物位计。
（4）超出测量量程范围，建议改用更大量程的物位计或采取其他测量方式。
（5）液面有较厚的泡沫层，建议加入塑料管或选用雷达物位计。
（6）液体排空、物料排空后，容器底部不平整，待加液或加料后仪表会自动恢复工作。
（7）若安装口过于狭小或太长，使声波不能有效传播，请调整安装口，让探头尽可能从口内探出。
三、测距正确，液位不正确
通常表现为测距值大于安装高度或安装高度未设定，应修改安装高度为正确值。
四、液位正确，电流输出不正确
输出满度未正确设定或与上位机不一致，应修改输出满度（对应20mA）为正确值
五、液位显示偏高或向高跳变
（1）存在具有反射声波的物体或结构，从而产生虚假回波，应改变安装位置或加入塑料管。
（2）若安装使用金属法兰或金属螺纹，会产生共振，应改用塑料法兰或加四氟带隔离。
（3）有较强的电磁干扰，应使仪表外壳接地，并且给物位计加屏蔽保护。
（4）若探头盲区变大，测距值小于或等于盲区值，请联系厂家修改内部参数，从而抑制盲区。
六、液位显示偏低或向低跳变
（1）探头未对准物面（或液面波动大、介质易挥发），应调整安装或加大信号及增益，并加置塑料管。
（2）物面进入仪表盲区，建议加高安装物位计或防止物位过高。
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