西门子超声波物位测量介绍

超声波物位测量仪表

连续测量 — 一体式超声波物位计

概述

超声波物位测量是基于回声测距原理。由于在发出声音和听到

声音之间有一个可测量的时间差，因此声音可用作一种测量工

具。然后将该时间差可转换成有用信息。超声波传感器可产生

20,000 Hz 以上的超声波，然后计算回波的时间差。

传感器可发出超声波，感测回波，然后收发器计算时间差，并转

换成为有用信息。

西门子超声波装置内置了专利的声智能回波信号处理技术及独特

的算法。声智能技术能够区分来自现场的真实的回波和来自障碍

物或电子噪声中的假回波。

典型系统

超声波物位测量需要两个部件：一个用于发出声音，采集回波（传

感器），另一个用于计算数据，导出测量结果（变送器）。即使

某些超声波仪表将某些部件进行了集成，但有些功能仍不同。超

声波测量系统将信号输出到 PLC 或 PC 进行过程控制。

操作原理

传感器中的压电晶体可将电气信号转换成为声能，以脉冲形式在

空气中传播，然后经由目标物反射回到传感器。此时传感器作为

接收装置，将声能转换成为一种电信号。电信号处理器可以分析

回波，计算传感器和目标之间的距离。从发出声音到收到回波之

间的时间与传感器和容器中物料之间的距离成正比。基于时差原

理的超声波测量技术，公式如下：距离 =（声速 x 时间）/2。

操作模式

常用术语

衰减

是指从信号一个点传输到另一个点时的强度降低。衰减可表示为

输入强度与输出强度之比，单位为分贝。

波束角

在能量减少一半（-3dB）处，以传感器轴线为中心的圆锥范围内

定义为波束角。

盲区

从收发器忽略接收回波的传感器面向下延伸的指定区域称为盲

区。盲区也忽略余振回波。

回波置信度

回波检测准确性的识别能力。回波可靠性测量。

余振

在终止脉冲传送后传感器继续振动的固有特性。传送脉冲的衰减。

传感器 / 收发器

传感器提供初始超声波脉冲，并接收其回波。超声波传感器可放

大由压电晶体发出的声波，并传送声波到传感器的表面，同时将

衰减来自其它的传感器发射的声波做衰减处理。

收发器分析来自传感器的回波，确定必要的测量。

连续测量 — 一体式超声波物位计

SITRANS Probe LU

概述

SITRANS Probe LU 二线制回路供电超声波变送器，测量储罐和简

单过程容器中液体的液位、体积，同时也可用于明渠测量。

产品特点

• 连续液位测量，测量范围可达 12 m 

• 易于安装，启动简单

• 通过红外线本安手持编程器，SIMATIC PDM 或 HART® 手操器编

程

• 独一无二的高精度

• 使用 HART 或 PROFIBUS PA 进行通讯

• ETFE 或 PVDF 传感器抗化学腐蚀能力强

• 带专利的声智能回波处理技术

• 极高的信 / 噪比

• 对于固定干扰目标自动虚假回波抑制

• 液位到体积或液位到流量的转换

应用

SITRANS Probe LU 是供水和水处理行业和化工储罐液位测量的最

佳解决方案。

SITRANS Probe LU 量程为 6m 或 12m。使用自动虚假回波抑制

技术可避免固定物体的影响，提高信 / 噪比，使精度到达量程的

0.15% 或 6mm，Probe LU 可提供很高的可靠性。

SITRANS Probe LU 内置了经过无数现场实践证明的声智能 ® 回波

处理技术，结合了新的回波处理特性和最新的微处理器和通讯技

术。Probe LU 提供两种通讯选件：HART 或 PROFIBUS PA (3.0 型，

B 级 )

Probe LU 的传感器为 ETFE 或 PVDF 材质，可抗化学腐蚀。另外，

对于材料和过程温度变化的应用，Probe LU 还集成一个内置传感

器，以补偿温度变化。

• 主要应用：化学储罐，滤池，液体储罐

连续测量 — 一体式超声波物位计

The Probe

The Probe 是短量程一体化超声波变送器，能有效地测量敞口或

密闭容器中的液体和浆料。

产品特性

• 易于安装，编程和维护

• 精确且可靠

• 传感器采用 PVDF 共聚物材料

• 可选卫生型

• 专利的声智能回波处理技术

• 内置温度补偿

应用

其传感器采用 PVDF 聚合材料，因此能广泛地应用于各种工业领

域。The Probe 易于安装和维护，在食品饮料及制药行业内拆装

清洗。

The Probe 特有的专利的声智能技术能有效可靠地处理回波信号。

滤波器功能用来识别来自液面的真实回波及由声电噪音和运动中

的搅拌器叶片产生的虚假回波。超声波脉冲传播到被测物并返回

的时间经温度补偿后被转换成距离，用于显示、模拟输出及继电

器的动作。

• 主要应用： 化学储罐，滤池，泥槽，液体储罐，食品应用。

连续测量 — 一体式超声波物位计

SITRANS LU150

概述

SITRANS LU150 是一款一体化的小量程超声波物位变送器。这个

两线制，4 到 20 mA 回路供电型物位变送器通常适用于开放或封

闭容器中的液体，浆料和散装物料，容器高度高可达 5 米（16.4 

英尺）。

优点

• 便于安装，编程和维护

• 测量精确且可靠

• 提供卫生型

• 已获专利的声智能回波处理技术

• 内置温度补偿

应用范围

此物位变送器使用 PVDF 聚合物制成，因此应用广泛。

SITRANS LU150 便于安装和维护，可以快速取出，且符合食品，

饮料和制药行业的卫生要求。

物位数据的可靠性基于声智能回波处理算法 . 滤波器会从来自声

音噪声和电噪声以及运动中的桨式搅拌器识别出真实物位回波。

超声波脉冲传播到物料并返回的时间经温度补偿后被转换为距离

用于显示和模拟输出。

• 主要应用：化工存储容器，滤床，泥浆池，液体存储容器，食

品业

连续测量 — 超声波变送器

SITRANS LUT400 系列

概述

SITRANS LUT400 系列是一款结构紧凑、单点，大量程超声波物

位变送器。适用于液体，泥浆和固体等连续测量和控制，及高精

度明渠流量计的应用。

连续测量 — 超声波变送器

MultiRanger 100/200

MultiRanger 是通用的中短量程的超声波液位计，可以测量 / 控制

单个或多个容器，广泛应用于各工业领域。

产品特性

• 数字输入用来接收来自点式的液位计，作为备份

• 内置 Modbus RTU 的 RS-485 数字通讯接口

• 可使用 SmartLinx 系统和 SIMATIC PDM 组态软件

• 单点或双点液位检测

• 对于固定干扰目标进行自动虚假回波抑制

• 差分放大电路，可有效抑制共模干扰，提高信 / 噪比

• MultiRanger 100：液位测量、实现简单泵控制和液位报警

• MultiRanger 200：液位、体积、明渠测量、液位差测量、实现

最先进泵控制和报警功能

• 有墙装和盘装选件

• 针对 MultiRanger 200HMI 具有方便使用的 HMI 显示器 ，四个

就地按键程序、菜单驱动参数和向导支持

• 便于接线的可移动接线板

应用

SITRANS LUT400 系列有三种型号适合各种应用的：

• SITRANS LUT420：物位、体积测量及基本泵控制功能

• SITRANS LUT430：物位、流量及先进的泵控制和报警功能

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

有功能，行业领先的精度 (± 1 mm 3 米内 ) 及先进的控制功能

• 主要应用：水井、蓄水池、水槽 / 堰、化学品储罐、液体罐、

破碎机料斗及固体料仓