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超聲波液位計工作原理簡介
超聲波液位計工作原理簡介
超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表,在測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。超聲波液位計在使用過程中會出影響測量的問題,那么影響超聲波液位計工作的原因是什么呢?下面小編就來具體介紹一下,希望可以幫助到大家。
粉塵的影響:
粉塵環(huán)境對聲速的影響非常小,但對超聲波的衰減很明顯,是阻礙超聲波方案實施的主要因素。實際應用中,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%℃。在實際測量中,多種自然因素會導致誤差,而百特先進的測量系統(tǒng),包括了溫度傳感器和軟件功能,可以對溫度的影響進行自動補償。在實際應用中,由于探頭周圍環(huán)境,超聲波傳播媒介的溫度以及被測介質(zhì)的溫度不盡相同。測量系統(tǒng)應根據(jù)實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,以對溫度影響進行補償。這種方法的有效性取決于回波反射參照物的放置精準程度。
壓力的影響:
壓力的變化造成的溫度變化之間的關系: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系:T=KP(K為常數(shù)),所以壓力的變化影響著溫度的變化,進而影響聲速的變化.
聲波的發(fā)射與傳播:
探頭的內(nèi)部有一個或多個壓電陶瓷晶體,用于聲波信號的產(chǎn)生和接收,當壓電陶瓷晶體獲得電信號時產(chǎn)生微小機械振動發(fā)出聲波。同理,回波使壓電陶瓷晶體產(chǎn)生微小機械振動發(fā)出電磁信號,實際的方法是一個探頭扮演著發(fā)射與接收的雙重角色。當壓電陶瓷晶體獲得電脈沖激勵時,煤炭化驗設備將產(chǎn)生一段時間的共鳴,*初的共鳴振幅很大,隨著探頭震動能量的減弱,振幅將趨于零。在共鳴期間內(nèi),共鳴覆蓋了回波,使得探頭不準確判定回波,這段時間為幾毫秒,相對應的距離范圍成為:“盲區(qū)”。10mS相對盲區(qū)`1.7m。為了確保發(fā)射波與回波時間差的準確性,回波信號必須有足夠的強度以產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化為電脈沖,回波信號的強度取決于發(fā)射信號的強度,傳播介質(zhì)的特性,傳播的距離和被測介質(zhì)反映面的特性。
被測介質(zhì)表面的影響:
超聲波液位計回波強度比率取決于被測介質(zhì)的特性,所有的介質(zhì)對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),會產(chǎn)生很強的回波,反之成立。實際測量中,液體界面的回波遠遠好于固體。回波在固定顆粒表面產(chǎn)生時,其角度方向不同,相互有著時間差,造成相位不同從而減少直接反射回探頭的回波強度。
強度的衰減:
聲波傳播過程中強度的減弱是由于空氣對它的吸收,這是由于空氣的粘性和熱傳導以及空氣分子的行為特性決定的。
從原理上看,影響測量的因素很多,很多廠家的超聲波物位儀已經(jīng)有了溫度補償,回波跟蹤識別等軟件功能,使測量儀成為*成功的工業(yè)測量解決方案之一,包括液體料位、固體料位、各種倉料、明渠流量等,已成為現(xiàn)今*為廣泛接受的非接觸式測量技術。
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