超聲波
液位計(jì)
測(cè)距原理
已知超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度,測(cè)量聲波發(fā)射后被障礙物反射回來的時(shí)間,根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算從發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。 因此,超聲波測(cè)距的原理與雷達(dá)的原理相同。
測(cè)距的公式表示為L(zhǎng)=C×的t.t
式中的l是測(cè)定距離的長(zhǎng)度,c是空氣中的超聲波的傳播速度,t是測(cè)定距離的傳播的時(shí)間差( t是到接收為止的時(shí)間值的一半)。
超聲波測(cè)距主要應(yīng)用于反向報(bào)警、施工現(xiàn)場(chǎng)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等距離測(cè)量,目前測(cè)距范圍可達(dá)100米,但測(cè)量精度多達(dá)厘米級(jí)。
超聲波具有方向性好、方向性好、強(qiáng)度容易控制、無需與被測(cè)物直接接觸的優(yōu)點(diǎn),是測(cè)量液體高度的理想手段。 精密液位測(cè)量需要達(dá)到毫米級(jí)的測(cè)量精度,但目前國(guó)內(nèi)的超聲測(cè)距專用集成電路都只有厘米級(jí)的測(cè)量精度。 通過分析超聲波測(cè)距誤差的原因,將測(cè)量時(shí)間差提高到微秒水平,用LM92溫度傳感器進(jìn)行聲波傳播速度補(bǔ)償后,我們?cè)O(shè)計(jì)的高精度超聲波測(cè)距儀能夠達(dá)到毫秒水平的測(cè)量精度
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測(cè)量原理
超聲波液位計(jì)的工作原理是,從換能器(探頭)傳來的高頻超聲波脈沖在被測(cè)定介質(zhì)的表面反射,一部分反射回波在同一換能器接收,并被變換成電信號(hào)。 超聲波脈沖以聲波速度進(jìn)行傳播,從發(fā)送到接收超聲波脈沖的時(shí)間間隔與從換能器到被測(cè)定介質(zhì)表面的距離成比例。 該距離值s、聲速c和傳輸時(shí)間t的關(guān)系通過S=CxT/2表示。
由于所發(fā)送的超聲波脈沖具有一定的寬度,因此接近換能器的短區(qū)域的反射波與發(fā)送波重疊,無法識(shí)別,無法測(cè)量距離值。 這個(gè)區(qū)域稱為計(jì)測(cè)死角。 死角的大小與超聲波液位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。
由于采用先進(jìn)的微處理器和獨(dú)特的EchoDiscovery回波處理技術(shù),超聲液位計(jì)可應(yīng)用于多種復(fù)雜的情況。 轉(zhuǎn)換器內(nèi)置溫度傳感器,可對(duì)測(cè)量值進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
超聲換能器采用聲匹配技術(shù),能更有效地發(fā)射其輻射功率,提高信號(hào)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)量。
超聲波液位計(jì)
安裝要求:
換能器發(fā)射超聲波脈沖時(shí),有一定的發(fā)射開角。 從換能器的下緣到被檢測(cè)介質(zhì)的表面之間,被發(fā)射的超聲波束發(fā)射的區(qū)域內(nèi)沒有障礙物,因此在設(shè)置時(shí)必須盡量避免箱內(nèi)的設(shè)施,例如人的梯子、限位開關(guān)、加熱設(shè)備、支架等。 此外,請(qǐng)注意,超聲波束不應(yīng)與進(jìn)給流交叉。
安裝儀表時(shí),請(qǐng)注意不要使高度進(jìn)入測(cè)量死角。安裝儀表時(shí),必須保持距罐壁一定距離的儀表時(shí),應(yīng)使換能器的發(fā)射方向垂直于液面。
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