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温度与压力对超声波水位计的影响
发布时间:  2020/7/24 13:18:21

温度与压力对超声波水位计的影响

一、超声波水位计的工作原理
    超声波水位计测量的内在原理是非常简单的,超声波探头位于容器的顶部,发射脉冲波达到被测介质表面,同时接收由被测物表面反射回来的回波,由发射波和回波的时间差,也就是声波在空间中的往返穿行时间来测出探头距被测介质表面的距离。
    今天,随着电子技术的发展,超声波水位计测量仪器可以测量几厘米到几十厘米的液位范围,在诸多恶劣条件下表现出非凡的能力。超声波水位计是一系列非接触,高可靠、低价格、免维护的液位仪,它彻底解决了由压力变送器、电容式浮子式等测量方式带来的缠绕、泄露、接触介质、昂贵的维护等麻烦,它不必要接触工业介质就满足大多数密闭/敞开容器里的物位测量要求。在实际使用中,影响超声波水位计的因素有以下几方面。

二、超声波水位计受温度的影响
    温度的变化影响着声速的变化,在正常环境中温度的变化带给声速的变化为0.17%℃。在实际测量中,多种自然因素会导致误差,而比利科技先进的测量系统,包括了温度传感器和软件功能,可以对温度的影响进行自动补偿。在实际应用中,由于探头周围环境,超声波传播媒介的温度以及被测介质的温度不尽相同。测量系统应根据实际要求选择与探头结合的内置温度传感器与探头分离的外置温度传感器。更为精确的测量系统,可以在距探头的特定位置放置回波反射参照物,产生参考回波,以对温度影响进行补偿。这种方法的有效性取决于回波反射参照物的放置精准程度。

三、超声波水位计受压力的影响
    压力的变化造成的温度变化之间的关系:LnT1/T2=1.4LnP1/P2
    虽然压力的变化影响着探头的工作状态,但压力的变化不直接产生声速的变化.由于压力和温度之间的关系:T=KP(K为常数),所以压力的变化影响着温度的变化,进而影响声速的变化.

四、其他因素对超声波水位计的影响:
4.1、速度的影响
    超声波水位计在工业应用中的频率为5KHZ-5MHZ,在液位测量技术方面为5HZ-40HZ,超声波探头到介质表面距离的计算公式如下:
    D=t1×C/2
    D:探头到介质表面的距离
    t1:声波的传播时间
    C:波的传播速率
由此可知,除了声波的传播时间的测量准确性,声波的传播速度起着决定性的作用。
声速的变化取决于传播媒介的不同。在实际应用中,多种因素影响着传播媒介及声速。今天,为了获得更加准确的测量结果,超声波液位仪表可以由电路设定不同媒介的声速。

4.2、声波的发射与传播:
    超声波水位计探头的内部有一个或多个压电陶瓷晶体,用于声波信号的产生和接收,当压电陶瓷晶体获得电信号时产生微小机械振动发出声波。同理回波使压电陶瓷晶体产生微小机械振动发出电磁信号,实际的方法是一个探头扮演着发射与接收的双重角色。
    当压电陶瓷晶体获得电脉冲激励时,将产生一段时间的共鸣,最初的共鸣振幅很大,随着探头震动能量的减弱,振幅将趋于零。在共鸣期间内,共鸣覆盖了回波,使得探头不准确判定回波,这段时间为几毫秒,相对应的距离范围成为:“盲区”。10mS相对盲区`1.7m。
    为了确保发射波与回波时间差的准确性,回波信号必须有足够的强度以产生和转化为电脉冲,回波信号的强度取决于发射信号的强度,传播介质的特性,传播的距离和被测介质反映面的特性。

以上就是可以影响超声波水位计测量的诸多因素,再生产与使用超声波水位计的过程中,只有充分了解这些才能避免产品的实际测量误差。

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