超聲波液位計是由微處理控制的數(shù)字液位儀表,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。超聲波液位計的測量方法有哪些?
一、超聲波液位計的測量方法
超聲波液位計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,通過壓電晶體轉(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。通常,超聲波物位測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。當超聲波遇到障礙物時,它將被反射。根據(jù)當前環(huán)境中的超聲波,由單片機記錄超聲波傳輸?shù)臅r間和接收回波的時間。水位可以通過公式S=C×t/2(其中S是測量距離,C是超聲波傳播速度,t是回波時間)進行計算。
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)接收信號和發(fā)送信號間的頻率差來獲得從發(fā)送到接收的時間。
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,探針和液體表面之間的距離與介質(zhì)中超聲波的波長成比例。當已知超聲速度時,可以從共振頻率計算波長,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)接收信號與發(fā)射信號之間的衰減變化來測量。
從以上的測量方法的可以看出,頻差法要求頻率調(diào)制器產(chǎn)生調(diào)制頻率,衰減方法需要測量超聲波的衰減量,共振法檢測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,并且可以實現(xiàn)非接觸檢測。因此,超聲波脈沖回波法是合適的測量方法。
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