超聲波液位計

　　傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計應(yīng)用效果?；夭ㄙ|(zhì)量定義為小回波幅度(在惡劣條件下回波幅度)比**噪聲幅度(虛假回波、多徑反射回波等的幅度)。回波質(zhì)量數(shù)值越大，物位計應(yīng)用效果越好。

　　超聲波物位計工作頻率及測量性能：傳感器高頻(40-70KHz)工作時，傳感器的尺寸小，盲區(qū)小，方向性好，精度高，但其聲波衰減快，傳播介質(zhì)(空氣)波動時穿透性差，測距較小。傳感器低頻(10-20KHz)工作時，傳感器尺寸大，盲區(qū)大，方向性不好，精度低，其優(yōu)勢是聲波衰減慢，傳播介質(zhì)(空氣)波動時穿透性較好，測距稍遠。

　　超聲波的回波強度主要受以下兩個因素影響：

　　1.傳播介質(zhì)越穩(wěn)定越有利于傳播。

　　超聲波是機械波。機械波在傳播過程中會受到傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響。例如：有一池塘水，當(dāng)風(fēng)平浪靜時，往池塘中扔一石子就可看到水波紋，當(dāng)大風(fēng)使池塘水起波浪時，往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋。引起空氣波動因素很多，如：粉塵，氣浪，蒸汽，料流等都會引起空氣波動，降低回波質(zhì)量，影響測量效果。當(dāng)粉塵，氣浪等現(xiàn)象嚴重時，建議用低頻超聲波物位計來測量。

　　2.被測介質(zhì)表面越平整，聲阻抗越大(越硬)越有利于反射回波。

　　在固體測量時，被測表面都是不平的，有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波。由于反射與波長有關(guān)，當(dāng)反射面的線度可與波長相比時或更大時，才能發(fā)生反射。顯然，工作頻率越高，其波長越小，對于較小的物料，更易于發(fā)生漫反射。例如，頻率為10KHz的機械波在空氣中的波長是34mm，大多數(shù)情況下，物料的線度都不會有這么大。此外，低頻工作時，發(fā)射波的開角大，回波就會很寬。這時測得的數(shù)據(jù)也就不準了，有時會差幾百毫米甚至1米或更多。因此，測量顆粒較小的固體料位，建議使用高頻超聲波物位計。

　　綜上述，考慮現(xiàn)場工況時，應(yīng)特別注意兩個方面：換能器到被測介質(zhì)間的空氣狀態(tài)和被測介質(zhì)的表面狀態(tài)。

　　超聲波物位計的選擇：

　　1.換能器

　　生產(chǎn)商給出的**量程一般是在實驗室條件下才能達到。實際應(yīng)用時，選擇量程時，要留有余量。應(yīng)確保測量距離為儀表**量程的0.3-0.5倍。**有應(yīng)用案例。

　　2.控制表

　　應(yīng)選擇有回波顯示功能的控制表。由于物位測量工況的不確定性，物位計的工作性能僅用數(shù)字表示是不夠的。回波顯示是將換能器到被測介質(zhì)之間全過程的回波顯示出來。盲區(qū)附近的波形狀況，真實回波、虛假回波以及雜散噪聲的幅度、寬度以及信噪比等有關(guān)測量性能的因素通過回波曲線的形式全面反映出來，使用戶做到一目了然，心中有數(shù)。

　　一臺好的超聲波液位計應(yīng)具備的性能：頻率高、發(fā)射波開角小(方向性好)，換能器諧振好(盲區(qū)小)，換能器要起振快，剎車快，諧振頻率準。全量程回波處理動態(tài)范圍大(100-120dB)，回波圖形顯示。在多虛假回波的工況下，回波波形不斷變化時，物位計應(yīng)能準確地捕獲真實回波。因此，物位計的回波處理軟件應(yīng)具有良好的算法(是一種物位測量應(yīng)用經(jīng)驗積累的總和)。

　　超聲波液位計目前市場價值：由于雷達技術(shù)的普及和發(fā)展以及雷達的技術(shù)特點，在物位測量中，超聲波液位計有被雷達物位計取代的趨勢。綜合性價比分析，在液位測量方面，超聲波液位計還有市場。