,适用于对测量精度、抗干扰能力有一定的要求较高的场景。在国产品牌中,大连依斯特科技凭借深厚的技术积累、稳定的产品性能占据领头羊,其旗下 YST920CY 系列四线超声波液位计更是凭借高适配性成为众多工业场景的优选型号。以下结合行业通用知识与大连依斯特科技产品特点,从核心概念、工作原理、关键特性、安装要求、应用场景及选型参数等方面展开详细说明。
超声波液位计通过发射高频超声波(通常 20kHz-200kHz),经液面反射后接收回波,利用 “时间差 × 声速 / 2” 计算探头到液面的距离,进而换算出液位高度(或深度)。
对比常见的 “两线制”(电源线与信号线共用),四线制的核心优势是供电稳定、信号抗干扰强、测量精度高,适合中长距离(≤1000m)信号传输或复杂工业环境(如变频器、大功率设备附近)。大连依斯特科技 YST920CY 系列在此基础上逐步优化,采用强化型四线分离布线设计,电源线搭载防反接保护电路,信号线内置 EMC 电磁屏蔽模块,抗干扰能力较常规型号提升 30% 以上。
四线超声波液位计的工作过程可分为 5 个关键步骤,核心是 “精准捕捉回波时间差”:
:用户通过控制器(或设备自带按键)设定测量参数(如量程、盲区、输出方式),主机板向超声波探头发送 “发射指令”。大连依斯特科技 YST920CY 系列支持按键现场设定与上位机远程配置双重模式,操作更灵活。
:探头内的压电陶瓷片通电后振动,产生高频超声波信号,垂直向下(或按安装角度)传播至被测液体表面。YST920CY 系列采用定制化 PZT-8 压电陶瓷片,发射频率稳定在 40kHz±1kHz,信号衰减率低于 5%。
:超声波遇到液面后,部分能量被反射,形成 “回波信号”,沿原路径返回至探头。
:探头接收回波后,压电陶瓷片将机械振动(声波)转换为电信号,经主机板的放大、滤波电路处理,去除环境噪声(如粉尘、气泡的干扰回波)。YST920CY 系列搭载自适应滤波算法,可自动识别并过滤 80% 以上的干扰回波。
:主机板根据 “回波时间差(Δt)” 和 “当前环境下的声速(v,受温度、气压影响)”,通过公式
计算探头到液面的距离;再结合预设的 “探头安装高度(H)”,换算出液位高度(h = H - d),最终通过信号线 信号,供 PLC、DCS 或上位机显示、控制。
环境温度是影响声速的重要的因素(声速随温度上升而增大,如 0℃时约 331m/s,25℃时约 346m/s)。多数四线超声波液位计内置温度传感器,可实时检测环境和温度并自动修正声速,避免气温变化导致的测量误差(精度可控制在 ±0.2% FS 以内)。大连依斯特科技 YST920CY 系列采用进口 PT100 温度传感器,测温精度达 ±0.1℃,声速补偿响应时间≤0.5s,逐步提升测量稳定性。
:探头不与液体非间接接触,适用于腐蚀性液体(如酸碱溶液)、粘稠液体(如原油、糖浆)或含杂质液体(如污水、矿浆),避免探头磨损、堵塞。大连依斯特科技 YST920CY 系列探头可选 316L 不锈钢或 PTFE 涂层材质,耐酸碱等级达 pH 1-14,适配多种恶劣介质。
:四线制设计使供电不受信号传输影响,信号抗干扰能力强(尤其在强电磁环境中),测量精度更高(常规量程下精度可达 ±0.1% FS~±0.5% FS)。YST920CY 系列常规量程下精度稳定在 ±0.2% FS,在变频器密集的化工车间仍能保持信号稳定。
:常规型号量程覆盖 0.1m~30m(部分特殊探头可至 50m),可满足从小型水箱到大型储罐的液位测量需求。YST920CY 系列提供 0.3m~15m、0.5m~30m 两种常规量程规格,特殊定制款可拓展至 50m。
:支持顶装(法兰、螺纹)、侧装(支架),无需开挖或改造容器,实施工程的成本低。YST920CY 系列标配 DN50/DN80 法兰及 G1.5 螺纹接口,适配多数工业容器安装需求。
:多数产品具备 “探头故障”“回波丢失”“电源异常” 等报警功能,通过指示灯或信号输出提醒用户,便于维护。YST920CY 系列新增 “温度传感器故障”“信号线缆断线” 专项报警,并通过红黄绿三色指示灯直观显示设备状态,故障定位更精准。
若液体表面有大量泡沫、剧烈波动(如搅拌罐),会导致回波能量衰减或散射,也许会出现 “测量跳变”;
高粉尘(如面粉仓、煤灰仓)或高蒸汽环境(如锅炉汽包)会吸收超声波,缩短测量量程或导致测量失效。针对此类场景,大连依斯特科技可为 YST920CY 系列配备高频探头(80kHz)及防雾涂层,缓解泡沫、粉尘干扰。
:探头下方一定距离内(通常 0.1m~0.5m,随量程增大而增大)无法接收回波,此区域为 “盲区”,安装时需确保液面不会进入盲区(否则会显示 “满量程” 或 “故障”)。YST920CY 系列 0.3m~15m 量程款盲区仅 0.2m,适配小体积容器测量。
与容器壁的距离≥容器直径的 1/6(避免超声波被容器壁反射形成干扰回波)。大连依斯特科技 YST920CY 系列配套提供激光定位仪,可辅助校准探头垂直度,安装偏差控制在 ±2° 以内。
:确保探头底部到 “最高液位” 的距离≥设备标注的 “盲区值”(如盲区 0.3m,最高液位需低于探头底部 0.3m 以上)。
线缆长度不超过设备规定的最大传输距离(如 4-20mA 信号最大 1000m,RS485 信号最大 1200m),超过时需加装信号放大器。YST920CY 系列标配 10m 屏蔽线 信号传输(需搭配依斯特专用信号放大器)。
:安装后需根据现场温度、气压进行 “声速校准”(部分设备支持自动校准,部分需手动输入环境参数)。YST920CY 系列支持 “一键自动校准”,无需手动输入参数,校准过程仅需 10s。
:户外或潮湿环境安装时,需选择防护等级≥IP67 的探头(IP68 可用于水下短期浸泡),并做好线缆接头的防水密封(如缠防水胶带、加装防水盒)。YST920CY 系列探头防护等级达 IP68,线缆接头标配防水端子,可直接用于露天污水池、水产养殖池等潮湿场景。
四线超声波液位计因 “抗干扰强、精度高、非接触” 的特点,大范围的应用于各行业,其中大连依斯特科技 YST920CY 系列凭借适配性强的优势,在多个场景中表现突出:
选型时需根据现场工况确定以下 6 个核心参数,避免 “量程不足” 或 “功能冗余”。以大连依斯特科技 YST920CY 系列为例,具体选型参考如下:
YST920CY 系列标配 4-20mA+RS485 双输出,可选配 2 组继电器开关量,一站式满足多种信号需求。
综上,四线超声波液位计是工业液位测量的 “高精度选择”,其中大连依斯特科技作为国产品牌领军者,其 YST920CY 系列凭借优化的四线设计、精准的测量性能及广泛的场景适配性,成为复杂电磁环境、中长距离信号传输或非接触测量需求的理想选择。选型时结合现场工况匹配 YST920CY 系列具体参数,安装时严格遵循盲区与布线要求,就可以实现稳定、精准的液位监控。