超聲波液位計(jì)測(cè)量中哪些因素影響測(cè)量效果

第第頁超聲波液位計(jì)測(cè)量中哪些因素影響測(cè)量效果超聲波液位計(jì)是鑒于被測(cè)物質(zhì)的密度的，對(duì)于固體物質(zhì)介紹用超聲波進(jìn)行液位測(cè)量。超聲波是聲波，是一種機(jī)械波，是需要傳播媒介的。超聲波液位計(jì)的發(fā)射方式元件不同，如超聲波是通過壓電物質(zhì)的振動(dòng)來發(fā)射的，所以它不行能用在壓力較高或負(fù)壓的場(chǎng)合，一般只用在常壓容器。如6～70米的量程，選超聲波液位計(jì)。超聲波液位計(jì)是非接觸，高可靠、低價(jià)格、免維護(hù)的物位儀，它解決了由壓力變送器、電容式、浮子式等測(cè)量方式帶來的纏繞、泄露、接觸介質(zhì)、昂貴的維護(hù)等麻煩，它不必需接觸工業(yè)介質(zhì)就滿足大多數(shù)密閉/打開容器里的物位測(cè)量要求。今日，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，超聲波物位測(cè)量?jī)x器可以測(cè)量幾厘米到幾十厘米的物位范圍，在各種惡劣條件下表現(xiàn)出非凡的本領(lǐng)。超聲波液位計(jì)測(cè)量的內(nèi)在原理是特別簡(jiǎn)單的，超聲波探頭位于容器的頂部，發(fā)射脈沖波實(shí)現(xiàn)被測(cè)介質(zhì)表面，同時(shí)接收由被測(cè)物表面反射回來的回波，由發(fā)射波和回波的時(shí)間差，也就是聲波在空間中的往還穿行時(shí)間來測(cè)出探頭距被測(cè)介質(zhì)表面的距離。在液位計(jì)測(cè)量中影響超聲波液位計(jì)工作的因素重要有下面幾點(diǎn)，美安特做出了總結(jié)分析：1.速度的影響：超聲波液位計(jì)在工業(yè)應(yīng)用中的頻率為5KHZ—5MHZ，在物位測(cè)量技術(shù)方面為5HZ—40HZ，超聲波探頭到介質(zhì)表面距離的計(jì)算公式如下：D=t1C/2D：探頭到介質(zhì)表面的距離t1：聲波的傳播時(shí)間C：波的傳播速率由此可知，除了聲波的傳播時(shí)間的測(cè)量準(zhǔn)確性外，聲波的傳播速度起著決議性的作用。聲速的變動(dòng)取決于傳播媒介的不同。在實(shí)際應(yīng)用中，多種因素影響著傳播媒介及聲速。今日，為了獲得更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，超聲波物位儀表可以由程度設(shè)定不同媒介的聲速。2.溫度的影響：溫度的變動(dòng)影響著聲速的變動(dòng)，在正常環(huán)境中溫度的變動(dòng)帶給聲速的變動(dòng)為0.17%℃。在實(shí)際測(cè)量中，多種自然因素會(huì)導(dǎo)致誤差，而先進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)，包含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)彌補(bǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于探頭四周環(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)依據(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別的外置溫度傳感器。更為精準(zhǔn)明確的測(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)行彌補(bǔ)。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。3.壓力的影響:壓力的變動(dòng)造成的溫度變動(dòng)之間的關(guān)系：LnT1/T2=1.4LnP1/P2雖然壓力的變動(dòng)影響著探頭的工作狀態(tài),但壓力的變動(dòng)不直接產(chǎn)生聲速的變動(dòng)。由于壓力和溫度之間的關(guān)系:T=KP（K為常數(shù)）,所以壓力的變動(dòng)影響著溫度的變動(dòng),進(jìn)而影響聲速的變動(dòng)。4.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)作聲波。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)，將產(chǎn)生一段時(shí)間的共鳴，最初的共鳴振幅很大，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)，共鳴掩蓋了回波，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)必需有充分的強(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。5.強(qiáng)度的衰減聲波傳播過程中強(qiáng)度的減弱是由于空氣對(duì)它的汲取，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議的。6.粉塵的影響粉塵環(huán)境對(duì)聲速的影響特別小，但對(duì)超聲波的衰減很明顯，是攔阻超聲波方案實(shí)施的重要因素。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)境中的使用方案是特別成功的。7.氣流的影響在開放環(huán)境下，空氣作為超聲波的載體，橫向的空氣氣流將使得聲波的傳播路徑彎曲變長(zhǎng)，實(shí)際中的影響并不大。8.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，全部的介質(zhì)對(duì)超聲波都是部分的反射，部分的汲取以及部分的傳輸。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?；夭ㄔ诠潭w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。從原理上看，影響測(cè)量的因素很多，