1、測(cè)量原理

超聲波是指振動(dòng)頻率超過(guò)20kHz的聲波，其發(fā)射和接收一般由石英晶體或壓電陶瓷構(gòu)成的換能器也即是探頭實(shí)現(xiàn)的。超聲波液位計(jì)是非接觸液位測(cè)量?jī)x表中發(fā)展的比較快的一種。超聲波在同種介質(zhì)中傳播速度相對(duì)恒定，遇到被測(cè)物體表面產(chǎn)生反射，基于此原理研制出超聲波液位計(jì)?，F(xiàn)在智能型的超聲波液位計(jì)可以對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)過(guò)濾，多重回波識(shí)別，溫度補(bǔ)償?shù)扔嘘P(guān)信息。

探頭與介質(zhì)液面間距離D和聲波傳輸時(shí)間t的關(guān)系為：D= c?t/2；介質(zhì)液位：L=E-D=E-c?t/2。

2、安裝

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和超聲波液位計(jì)的特點(diǎn)，超聲波液位計(jì)的安裝主要有以下注意事項(xiàng)和要求：

（1）超聲波液位計(jì)的換能器即探頭一般安裝在由罐體引出的一段帶法蘭管道上，在安裝時(shí)要防止管道過(guò)長(zhǎng)影響超聲波的發(fā)射接收，造成液位計(jì)無(wú)法正常工作。

（2）一般情況下，超聲波液位計(jì)的探頭應(yīng)垂直于被測(cè)面，實(shí)在不能滿足的情況下，應(yīng)考慮使用反射板反射實(shí)現(xiàn)。

（3）對(duì)于拱形底部或者頂部的容器，超聲波液位計(jì)應(yīng)安裝在偏離頂部中心位置，以防止回波聚集頂部產(chǎn)生多重干擾。而對(duì)于平底容器則宜安裝在頂部中央位置。

（4）安裝超聲波液位計(jì)應(yīng)避開(kāi)容器有障礙物、攪拌機(jī)、泵、進(jìn)料口易造成液位劇烈波動(dòng)的地方，如確實(shí)無(wú)法避免應(yīng)考慮增設(shè)導(dǎo)波管。

（5）考慮到抑制工業(yè)環(huán)境下的電磁干擾，超聲波液位計(jì)的信號(hào)電纜應(yīng)安裝屏蔽層。

3、技術(shù)特點(diǎn)

（1）超聲波液位計(jì)是采用聲波測(cè)量的儀器，聲波傳播必須要有傳播介質(zhì)。

（2）超聲波液位計(jì)通過(guò)壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)發(fā)射超聲波，所以其通常用在常壓容器中，而且聲波的傳播速度受溫度影響較大，一般情況下超聲波換能器的工作溫度不能過(guò)高。

（3）非接觸式測(cè)量，超聲波液位計(jì)的探頭安裝在被測(cè)物上方，實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，可以對(duì)有毒物、腐蝕性、粘稠物等進(jìn)行測(cè)量，特別是帶有只能操作面板的超聲波液位計(jì)，人機(jī)交互良好，維護(hù)方便簡(jiǎn)單。

（4）應(yīng)避免安裝在液體容易產(chǎn)生泡沫、漂浮物或者液面易波動(dòng)的地方，否則會(huì)導(dǎo)致虛假回波的產(chǎn)生。

（5）自動(dòng)虛假回波抑制功能，能夠避免容器內(nèi)固有障礙物對(duì)儀表測(cè)量的影響。

4、超聲波液位計(jì)的溫度補(bǔ)償

聲速隨溫度變化的規(guī)律為：c≈331.45+0.6t，在室溫下，溫度變化1℃，超聲波速度就變化0.6m/s，必須采取一定措施減小或消除這種溫度變化產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。常用聲速補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ新曀賹?shí)測(cè)補(bǔ)償、參考聲程補(bǔ)償、溫度實(shí)測(cè)補(bǔ)償?shù)取?/p>

5、盲區(qū)

一般超聲波設(shè)備都存在有盲區(qū)，這對(duì)測(cè)量是無(wú)害的，但是在某些場(chǎng)合，例如倒車?yán)走_(dá)設(shè)備，盲區(qū)太大會(huì)直接影響到設(shè)備的正常工作以及車輛安全，因而盡量減小盲區(qū)也是擴(kuò)大測(cè)量范圍提高測(cè)量精度的一個(gè)關(guān)鍵課題。

審核編輯 黃宇