在工業自動化與過程控制領域，液位測量是保障生產安全與效率的關鍵環節。IP68超聲波液位計憑借其非接觸式測量、高防護等級與適應復雜環境的能力，成為化工、水處理、食品加工等行業液位監測的選擇。本文以AC100系列為例，系統解析其工作原理與技術特點。

一、工作原理：聲波測距的精準實現

IP68超聲波液位計的核心原理基于時差法測距，通過發射與接收超聲波信號計算液位高度，具體流程如下：

超聲波發射

設備內置的壓電換能器將電脈沖轉化為高頻超聲波（通常為20-200kHz），以脈沖形式向液面垂直發射。AC100系列采用窄脈沖發射技術，能量集中且抗干擾能力強，可有效穿透蒸汽、泡沫等介質。

液面反射與信號接收

超聲波接觸液面后發生反射，部分能量返回換能器。設備通過高靈敏度接收電路捕捉回波信號，并記錄從發射到接收的時間差（Δt）。

液位計算

根據公式 液位高度 = 聲速 × Δt / 2 計算距離。AC100系列內置溫度補償模塊，可自動修正聲速隨環境溫度的變化（如20℃時聲速約343m/s，100℃時約386m/s），確保測量精度達±0.25%FS。

輸出與顯示

設備將液位數據轉換為4-20mA電流信號、RS485數字信號或繼電器開關量，支持與PLC、DCS等系統無縫集成。同時，通過LED顯示屏或上位機軟件實時顯示液位值與歷史曲線。

二、技術特點：適應嚴苛環境的全能型設計

1. IP68防護等級：全密封防塵防水

AC100系列外殼采用304不銹鋼材質，通過灌封工藝實現電路板與傳感器的全密封，可長期浸沒于水下1.5米（IP68標準），耐受粉塵、潮濕與短期浸泡。例如，在污水處理廠的曝氣池中，設備可在含腐蝕性氣體與高濕度環境下穩定運行5年以上。

2. 非接觸式測量：無機械磨損

超聲波技術無需接觸液體，避免了傳統浮子式、靜壓式液位計因介質粘附、腐蝕導致的測量誤差。在食品行業的糖漿儲罐中，AC100可穿透蒸汽層準確測量液位，且無需定期清理傳感器表面。

3. 寬量程與高適應性

支持0.25-25米的測量范圍，可覆蓋小型實驗罐至大型儲水塔的需求。同時，設備內置自動增益控制（AGC）功能，能根據液面反射強度動態調整接收靈敏度，適應清潔液體、泡沫、懸浮物等不同介質。

4. 智能化功能：簡化運維

自診斷報警：當回波信號強度低于閾值或溫度異常時，設備自動觸發故障報警。

空罐校準：用戶可通過按鍵輸入空罐高度，一鍵完成零點校準，減少現場調試時間。

數據存儲：內置EEPROM可存儲100組測量數據，支持斷電后參數自動恢復。

三、應用場景：跨行業的液位管理解決方案

化工領域：監測酸堿儲罐、反應釜液位，防止溢流或抽空。

水處理：在污水處理池、消防水池中實現遠程液位監控，聯動泵站啟停。

農業灌溉：通過太陽能供電的AC100液位計，自動控制水庫向農田的輸水流量。

結語

IP68超聲波液位計以“聲波測距+全密封設計”為核心，通過非接觸測量、智能補償與高可靠性，解決了傳統液位計在惡劣環境中的應用痛點。隨著工業4.0對過程控制精度要求的提升，此類設備將持續通過技術創新，為能源、環保、食品等行業的安全生產提供關鍵保障。