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技術(shù)文章

超聲波液位計(jì)工作原理簡(jiǎn)介
超聲波液位計(jì)工作原理簡(jiǎn)介
 
超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表，在測(cè)量中脈沖超聲波由傳感器(換能器)發(fā)出，聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波液位計(jì)在使用過(guò)程中會(huì)出影響測(cè)量的問(wèn)題，那么影響超聲波液位計(jì)工作的原因是什么呢?下面小編就來(lái)具體介紹一下，希望可以幫助到大家。

粉塵的影響：

粉塵環(huán)境對(duì)聲速的影響非常小，但對(duì)超聲波的衰減很明顯，是阻礙超聲波方案實(shí)施的主要因素。實(shí)際應(yīng)用中，低頻率并帶有特殊泡沫塑料表面的探頭在粉塵環(huán)境中的使用方案是非常成功的。

溫度的影響：

溫度的變化影響著聲速的變化，在正常環(huán)境中溫度的變化帶給聲速的變化為0.17%℃。在實(shí)際測(cè)量中，多種自然因素會(huì)導(dǎo)致誤差，而百特先進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)，包括了溫度傳感器和軟件功能，可以對(duì)溫度的影響進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。在實(shí)際應(yīng)用中，由于探頭周圍環(huán)境，超聲波傳播媒介的溫度以及被測(cè)介質(zhì)的溫度不盡相同。測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際要求選擇與探頭結(jié)合的內(nèi)置溫度傳感器與探頭分離的外置溫度傳感器。更為**的測(cè)量系統(tǒng)，可以在距探頭的特定位置放置回波反射參照物，產(chǎn)生參考回波，以對(duì)溫度影響進(jìn)行補(bǔ)償。這種方法的有效性取決于回波反射參照物的放置精準(zhǔn)程度。

壓力的影響:

壓力的變化造成的溫度變化之間的關(guān)系：LnT1/T2=1.4LnP1/P2

雖然壓力的變化影響著探頭的工作狀態(tài),但壓力的變化不直接產(chǎn)生聲速的變化.由于壓力和溫度之間的關(guān)系:T=KP(K為常數(shù)),所以壓力的變化影響著溫度的變化,進(jìn)而影響聲速的變化.

聲波的發(fā)射與傳播：

探頭的內(nèi)部有一個(gè)或多個(gè)壓電陶瓷晶體,用于聲波信號(hào)的產(chǎn)生和接收,當(dāng)壓電陶瓷晶體獲得電信號(hào)時(shí)產(chǎn)生微小機(jī)械振動(dòng)發(fā)出聲波。同理,回波使壓電陶瓷晶體產(chǎn)生微小機(jī)械振動(dòng)發(fā)出電磁信號(hào),實(shí)際的方法是一個(gè)探頭扮演著發(fā)射與接收的雙重角色。當(dāng)壓電陶瓷晶體獲得電脈沖激勵(lì)時(shí)，煤炭化驗(yàn)設(shè)備將產(chǎn)生一段時(shí)間的共鳴，*初的共鳴振幅很大，隨著探頭震動(dòng)能量的減弱，振幅將趨于零。在共鳴期間內(nèi)，共鳴覆蓋了回波，使得探頭不準(zhǔn)確判定回波，這段時(shí)間為幾毫秒，相對(duì)應(yīng)的距離范圍成為：“盲區(qū)”。10mS相對(duì)盲區(qū)`1.7m。為了確保發(fā)射波與回波時(shí)間差的準(zhǔn)確性，回波信號(hào)必須有足夠的強(qiáng)度以產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化為電脈沖，回波信號(hào)的強(qiáng)度取決于發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度，傳播介質(zhì)的特性，傳播的距離和被測(cè)介質(zhì)反映面的特性。

被測(cè)介質(zhì)表面的影響：

超聲波液位計(jì)回波強(qiáng)度比率取決于被測(cè)介質(zhì)的特性，所有的介質(zhì)對(duì)超聲波都是部分的反射，部分的吸收以及部分的傳輸。濃密的介質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的回波，反之成立。實(shí)際測(cè)量中，液體界面的回波遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于固體。回波在固定顆粒表面產(chǎn)生時(shí)，其角度方向不同，相互有著時(shí)間差，造成相位不同從而減少直接反射回探頭的回波強(qiáng)度。

強(qiáng)度的衰減：

聲波傳播過(guò)程中強(qiáng)度的減弱是由于空氣對(duì)它的吸收，這是由于空氣的粘性和熱傳導(dǎo)以及空氣分子的行為特性決定的。

從原理上看，影響測(cè)量的因素很多，很多廠家的超聲波物位儀已經(jīng)有了溫度補(bǔ)償，回波跟蹤識(shí)別等軟件功能，使測(cè)量?jī)x成為*成功的工業(yè)測(cè)量解決方案之一，包括液體料位、固體料位、各種倉(cāng)料、明渠流量等，已成為現(xiàn)今*為廣泛接受的非接觸式測(cè)量技術(shù)。

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