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超聲波物位計知識點

2022-06-27 11:20
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  超聲波物位計多用于連續性測量,主要利用聲波碰到液面產生反射波的原理,測出從發射波發出到反射波返回整個過程所需要的時間。實際應用中,就是將超聲波物位計垂直安裝于液體表面,當超聲波物位計工作時,會向液面發射一個超聲波脈沖,經過一段時間,超聲波物位計的傳感器就會接到被液面返回的信號,根據超聲波物位計發出和接收超聲波的時間差,從而計算出液面到傳感器的距離,即可計算出液位的具體高度。

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       在上述工作原理中,聲音在介質中的速度為c,回波與發射脈沖的時間差為t,然后根據公式D=c×t/2,再計算傳感器與物面之間的距離D。超聲波物位計的測量原理請結合下圖理解,計算公式為:L=E-D,其中E為空罐距離,F為量程(滿罐距離),L為物位,BD為測量盲區,D為傳感器外殼平面到液面之間的距離。


主要參數


1、量程。代表超聲波物位計所能測量的大范圍,反映的是換能器的靈敏度。量程越大,靈敏度越高。超聲波物位計可以配置不同量程的換能器。當超聲波衰減快,界面反射差時,為避免超聲波探頭接收到的超聲波信號過弱,而無法與噪音信號區分,就需要增大換能器的發射功率。


2、盲區。也叫死區,就是超聲波物位計測量不到的一段距離。超聲波物位計在發射超聲波脈沖時,不能同時檢測反射回波。由于發射的超聲波脈沖具有一定的時間寬度,同時發射完超聲波后傳感器還有余振,期間不能檢測反射回波,因此從探頭表面向下開始的一小段距離無法正常檢測,這段距離稱為盲區。相同量程的產品,盲區越小,就說明這個換能器的設計越好。


3、溫度。正常范圍是-10~60攝氏度。雖然壓電陶瓷的極限工作溫度一般是150攝氏度,但超聲波物位計在制造過程中的大多數材料都不能在100攝氏度以上的溫度長期工作。


4、精度。主要受溫度變化影響較大,為保證測量精度,大多數超聲波物位計都帶有溫度補償功能。另外在氣體成分的變化也會對超聲波物位計的精度產生影響,比如一些揮發性的液體,揮發后導致空氣成分變化,導致氣體的聲速變化,引起測量誤差。在常溫常壓以及不受外部環境干擾情況下,大部分廠家可以將精度控制在0.5%以內。


5、兩線制與三線制。兩線制超聲波物位計其供電(DC24v)與信號輸出(DC4-20mA)共用一個回路,也就是僅使用兩條線即可,不足之處是發射功率相對略微微弱一些。三線制超聲波物位計實際上為四線制,其供電(DC24v)與信號輸出(DC4-20mA)回路分離,各使用兩條線,當它們負端共地相連時,通常使用三條線即可,其優勢是發射功率較大。


優點


1.與激光測距技術相比,有簡單和經濟的優點;

2.超聲技術一般不需要運動部件,所以在安裝和維護上又相應比較方便;

3.超聲波物位計不僅能定點和連續測位,而且能方便的提供遙測或遙控所需的信號;

4.超聲波物位計與放射性測位技術相比,不需要防護。


缺點


1.與激光測距技術相比,有簡單和經濟的優點;

2.超聲技術一般不需要運動部件,所以在安裝和維護上又相應比較方便;

3.超聲波物位計不僅能定點和連續測位,而且能方便的提供遙測或遙控所需的信號;

4.超聲波物位計與放射性測位技術相比,不需要防護。


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