西門子超聲波物位測量介紹

超聲波物位測量儀表

連續測量 — 一體式超聲波物位計

概述

超聲波物位測量是基於回聲測距原理。由於在發出聲音和聽到

聲音之間有一個可測量的時間差，因此聲音可用作一種測量工

具。然後將該時間差可轉換成有用信息。超聲波傳感器可產生

20,000 Hz 以上的超聲波，然後計算回波的時間差。

傳感器可發出超聲波，感測回波，然後收發器計算時間差，並轉

換成為有用信息。

西門子超聲波裝置內置了專利的聲智能回波信號處理技術及獨特

的算法。聲智能技術能夠區分來自現場的真實的回波和來自障礙

物或電子噪聲中的假回波。

典型係統

超聲波物位測量需要兩個部件：一個用於發出聲音，采集回波（傳

感器），另一個用於計算數據，導出測量結果（變送器）。即使

某些超聲波儀表將某些部件進行了集成，但有些功能仍不同。超

聲波測量係統將信號輸出到 PLC 或 PC 進行過程控製。

操作原理

傳感器中的壓電晶體可將電氣信號轉換成為聲能，以脈衝形式在

空氣中傳播，然後經由目標物反射回到傳感器。此時傳感器作為

接收裝置，將聲能轉換成為一種電信號。電信號處理器可以分析

回波，計算傳感器和目標之間的距離。從發出聲音到收到回波之

間的時間與傳感器和容器中物料之間的距離成正比。基於時差原

理的超聲波測量技術，公式如下：距離 =（聲速 x 時間）/2。

操作模式

常用術語

衰減

是指從信號一個點傳輸到另一個點時的強度降低。衰減可表示為

輸入強度與輸出強度之比，單位為分貝。

波束角

在能量減少一半（-3dB）處，以傳感器軸線為中心的圓錐範圍內

定義為波束角。

盲區

從收發器忽略接收回波的傳感器麵向下延伸的指定區域稱為盲

區。盲區也忽略餘振回波。

回波置信度

回波檢測準確性的識別能力。回波可靠性測量。

餘振

在終止脈衝傳送後傳感器繼續振動的固有特性。傳送脈衝的衰減。

傳感器 / 收發器

傳感器提供初始超聲波脈衝，並接收其回波。超聲波傳感器可放

大由壓電晶體發出的聲波，並傳送聲波到傳感器的表麵，同時將

衰減來自其它的傳感器發射的聲波做衰減處理。

收發器分析來自傳感器的回波，確定必要的測量。

連續測量 — 一體式超聲波物位計

SITRANS Probe LU

概述

SITRANS Probe LU 二線製回路供電超聲波變送器，測量儲罐和簡

單過程容器中液體的液位、體積，同時也可用於明渠測量。

產品特點

• 連續液位測量，測量範圍可達 12 m 

• 易於安裝，啟動簡單

• 通過紅外線本安手持編程器，SIMATIC PDM 或 HART® 手操器編

程

• 獨一無二的高精度

• 使用 HART 或 PROFIBUS PA 進行通訊

• ETFE 或 PVDF 傳感器抗化學腐蝕能力強

• 帶專利的聲智能回波處理技術

• 極高的信 / 噪比

• 對於固定幹擾目標自動虛假回波抑製

• 液位到體積或液位到流量的轉換

應用

SITRANS Probe LU 是供水和水處理行業和化工儲罐液位測量的最

佳解決方案。

SITRANS Probe LU 量程為 6m 或 12m。使用自動虛假回波抑製

技術可避免固定物體的影響，提高信 / 噪比，使精度到達量程的

0.15% 或 6mm，Probe LU 可提供很高的可靠性。

SITRANS Probe LU 內置了經過無數現場實踐證明的聲智能 ® 回波

處理技術，結合了新的回波處理特性和最新的微處理器和通訊技

術。Probe LU 提供兩種通訊選件：HART 或 PROFIBUS PA (3.0 型，

B 級 )

Probe LU 的傳感器為 ETFE 或 PVDF 材質，可抗化學腐蝕。另外，

對於材料和過程溫度變化的應用，Probe LU 還集成一個內置傳感

器，以補償溫度變化。

• 主要應用：化學儲罐，濾池，液體儲罐

連續測量 — 一體式超聲波物位計

The Probe

The Probe 是短量程一體化超聲波變送器，能有效地測量敞口或

密閉容器中的液體和漿料。

產品特性

• 易於安裝，編程和維護

• 精確且可靠

• 傳感器采用 PVDF 共聚物材料

• 可選衛生型

• 專利的聲智能回波處理技術

• 內置溫度補償

應用

其傳感器采用 PVDF 聚合材料，因此能廣泛地應用於各種工業領

域。The Probe 易於安裝和維護，在食品飲料及製藥行業內拆裝

清洗。

The Probe 特有的專利的聲智能技術能有效可靠地處理回波信號。

濾波器功能用來識別來自液麵的真實回波及由聲電噪音和運動中

的攪拌器葉片產生的虛假回波。超聲波脈衝傳播到被測物並返回

的時間經溫度補償後被轉換成距離，用於顯示、模擬輸出及繼電

器的動作。

• 主要應用： 化學儲罐，濾池，泥槽，液體儲罐，食品應用。

連續測量 — 一體式超聲波物位計

SITRANS LU150

概述

SITRANS LU150 是一款一體化的小量程超聲波物位變送器。這個

兩線製，4 到 20 mA 回路供電型物位變送器通常適用於開放或封

閉容器中的液體，漿料和散裝物料，容器高度高可達 5 米（16.4 

英尺）。

優點

• 便於安裝，編程和維護

• 測量精確且可靠

• 提供衛生型

• 已獲專利的聲智能回波處理技術

• 內置溫度補償

應用範圍

此物位變送器使用 PVDF 聚合物製成，因此應用廣泛。

SITRANS LU150 便於安裝和維護，可以快速取出，且符合食品，

飲料和製藥行業的衛生要求。

物位數據的可靠性基於聲智能回波處理算法 . 濾波器會從來自聲

音噪聲和電噪聲以及運動中的槳式攪拌器識別出真實物位回波。

超聲波脈衝傳播到物料並返回的時間經溫度補償後被轉換為距離

用於顯示和模擬輸出。

• 主要應用：化工存儲容器，濾床，泥漿池，液體存儲容器，食

品業

連續測量 — 超聲波變送器

SITRANS LUT400 係列

概述

SITRANS LUT400 係列是一款結構緊湊、單點，大量程超聲波物

位變送器。適用於液體，泥漿和固體等連續測量和控製，及高精

度明渠流量計的應用。

連續測量 — 超聲波變送器

MultiRanger 100/200

MultiRanger 是通用的中短量程的超聲波液位計，可以測量 / 控製

單個或多個容器，廣泛應用於各工業領域。

產品特性

• 數字輸入用來接收來自點式的液位計，作為備份

• 內置 Modbus RTU 的 RS-485 數字通訊接口

• 可使用 SmartLinx 係統和 SIMATIC PDM 組態軟件

• 單點或雙點液位檢測

• 對於固定幹擾目標進行自動虛假回波抑製

• 差分放大電路，可有效抑製共模幹擾，提高信 / 噪比

• MultiRanger 100：液位測量、實現簡單泵控製和液位報警

• MultiRanger 200：液位、體積、明渠測量、液位差測量、實現

最先進泵控製和報警功能

• 有牆裝和盤裝選件

• 針對 MultiRanger 200HMI 具有方便使用的 HMI 顯示器 ，四個

就地按鍵程序、菜單驅動參數和向導支持

• 便於接線的可移動接線板

應用

SITRANS LUT400 係列有三種型號適合各種應用的：

• SITRANS LUT420：物位、體積測量及基本泵控製功能

• SITRANS LUT430：物位、流量及先進的泵控製和報警功能

• SITRANS LUT440：高精度明渠流量計 (OCM)，具有 LUT430 的所

有功能，行業領先的精度 (± 1 mm 3 米內 ) 及先進的控製功能

• 主要應用：水井、蓄水池、水槽 / 堰、化學品儲罐、液體罐、

破碎機料鬥及固體料倉