超聲波液位計(jì)是由微處理控制的數(shù)字液位儀表,采用非接觸的測(cè)量,被測(cè)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(cè)量。超聲波液位計(jì)的測(cè)量方法有哪些?
一、超聲波液位計(jì)的測(cè)量方法
超聲波液位計(jì)在測(cè)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,通過(guò)壓電晶體轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)液體表面的距離。通常,超聲波物位測(cè)量的方法有超聲脈沖回波法、共振法、頻差法、超聲衰減法等多種。
1.超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波的基本原理是超聲波探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)超聲波遇到障礙物時(shí),它將被反射。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的超聲波,由單片機(jī)記錄超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間和接收回波的時(shí)間。水位可以通過(guò)公式S=C×t/2(其中S是測(cè)量距離,C是超聲波傳播速度,t是回波時(shí)間)進(jìn)行計(jì)算。
2.頻差法
頻差法是讓超聲波探頭發(fā)出調(diào)頻超聲波,超聲波的頻率隨傳播距離而變化,并可根據(jù)接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)間的頻率差來(lái)獲得從發(fā)送到接收的時(shí)間。
3.共振法
共振法的基本原理是調(diào)節(jié)超聲波的頻率,以便在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態(tài)。此時(shí),探針和液體表面之間的距離與介質(zhì)中超聲波的波長(zhǎng)成比例。當(dāng)已知超聲速度時(shí),可以從共振頻率計(jì)算波長(zhǎng),并且可以轉(zhuǎn)換從探針到液體表面的距離。
4.超聲波衰減法
超聲波衰減就是測(cè)量介質(zhì)中超聲波的衰減隨距離而變化,液位根據(jù)接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間的衰減變化來(lái)測(cè)量。
從以上的測(cè)量方法的可以看出,頻差法要求頻率調(diào)制器產(chǎn)生調(diào)制頻率,衰減方法需要測(cè)量超聲波的衰減量,共振法檢測(cè)液位受某些特定條件的限制,需要與液體表面建立駐波關(guān)系,屬于接觸測(cè)量方法。相比之下,超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波,并且可以實(shí)現(xiàn)非接觸檢測(cè)。因此,超聲波脈沖回波法是合適的測(cè)量方法。
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