在超聲波液位計的測量中,超聲波脈沖由傳感器(換能器)發(fā)出,經(jīng)物體表面反射后,由同一傳感器(換能器)接收,并轉(zhuǎn)換成電信號。傳感器(傳感器)和被測液位之間的距離由超聲波發(fā)射和接收之間的時間來計算。
因此,超聲波液位計利用測量回波距離的原理,根據(jù)超聲波的發(fā)射和接收進行測量。
由于超聲波的發(fā)射和接收是一次往返,實際測量的距離值用公式表示:S=CT/2。其中s為測得的距離值,c為聲速,t為傳播時間。
超聲波在空氣中的傳播速度是固定的,池子的深度或水箱的高度也是固定的。實際液位是池子或罐體等容器的深度減去超聲波測量的距離,即液位或液位的高度。從而實現(xiàn)了液位的超聲波測量。
超聲波液位計的工作原理是通過一個可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發(fā)射能量波,能量波遇到障礙物反射,由一個接收裝置接收反射信號。根據(jù)測量能量波運動過程的時間差來確定液(物)位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理,終轉(zhuǎn)化成與液位相關(guān)的電信號。
一次探頭向被測介質(zhì)表面發(fā)射超聲波脈沖信號,超聲波在傳輸過程中遇到被測介質(zhì)(障礙物)后反射,反射回來的超聲波信號通過電子模塊檢測。通過軟件加以處理,分析發(fā)射超聲波和回波的時間差,結(jié)合超聲波的傳播速度,可以計算出超聲波傳播的路程,進而可以反映出液位的情況。
由于超聲波液位計在大多數(shù)工況下應(yīng)用于液體的液位測量,因此也被稱作超聲波液位計,它不僅能和連續(xù)測位,而且能方便地提供遙測或遙控所需的信號。與放射性測位技術(shù)相比,超聲技術(shù)不需要防護措施;與激光測距技術(shù)相比,它又顯得操作更簡易,價格也更實惠。除此之外,超聲技術(shù)一般不需要運動部件,因此,在安裝和維護上又相對來說十分方便。
超聲波液位計可用于測量各種露天槽罐、池罐的液位,適用于排水系統(tǒng)、水庫、河流、湖泊、海水的測量,尤其適合污水或者腐蝕性場合。因為大部分污水帶有腐蝕性液體及強腐蝕易揮發(fā)氣體,若采用音叉液位開關(guān)這種接觸式的測量儀表,則長時間與污水接觸,如此一來,音叉探頭便極易被腐蝕,從而影響儀表正常工作。而超聲波液位計采用非接觸測量技術(shù),可以很好地避免此問題,又由于它的精度較高,維修方便,因此在業(yè)內(nèi)非常受用戶歡迎。
超聲波液位計是一種數(shù)字化的液位儀表,而且它是由微處理器來進行控制的。在測量過程中,超聲波脈沖從換能器發(fā)出,聲波在經(jīng)過液體表面時會產(chǎn)生反射,反射后再被同一個傳感器進行接收,這樣通過壓電晶體在轉(zhuǎn)換成一種電信號。后,經(jīng)過對聲波的發(fā)射和后的接收之間所需要的時間來進行計算傳感器到所測的液體表面的實際距離。他大的優(yōu)點是可以測量任何介質(zhì),因為它是采用的非接觸性的測量手段,因此可以廣泛地使用在各類固、液體物料的測量之中。
液位測量技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展,它的各種測量方法在工業(yè)生產(chǎn)中都有了自己的應(yīng)用領(lǐng)域,并得到快速的進步。液位是油罐計量中的重要參數(shù)之一,因此需要對它進行準確的測定。油罐儲油計量是油料業(yè)務(wù)中的一項重要組成部分,其目的在于正確測得儲罐容積、內(nèi)部存儲液體介質(zhì)的質(zhì)量、油品含水率等實時監(jiān)測液位的高低、對液位上下限進行報警,連續(xù)監(jiān)視作業(yè)過程并進行調(diào)節(jié),使液位保持在所要求的高度。
實現(xiàn)對油罐的自動計量,達到測量的及時性、準確性和性的目的,不僅能滿足平時的正常作業(yè)和應(yīng)急保障,還可以減少工作人員的勞動強度,及時提供決策數(shù)據(jù),提高油庫自動化信息管理水平。
超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。在測量中超聲波脈沖由傳感器(換能器)發(fā)出,聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器,通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號,并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。 由于采用非接觸的測量,被測介質(zhì)幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。超聲波對于不接觸儀器儀表或相關(guān)行業(yè)的人比較陌生,但對于在這個行業(yè)內(nèi)的人基本都會遇到,超聲波和空氣一樣,看不見摸不著得,但卻是實實在在存在的。
超聲波液位傳感器一般安裝在水箱頂部,應(yīng)用案例(家用蓄水池、水井、水槽、工業(yè)設(shè)備等)。
超聲波是一種振動頻率聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段,產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。
超聲波液位變送器可廣泛用于各種常壓儲罐、工藝罐、小罐和小型容器、泵提升站、廢水儲罐等;由于其設(shè)計的靈活性,超聲波液位變送器也可應(yīng)用于集成系統(tǒng)或替代浮球開關(guān)、電導(dǎo)開關(guān)和靜壓傳感器,在流體控制和化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用中也能見到它的身影。
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