超聲波液位計的測量原理，特點1 .測量原理

超聲波液位計的工作原理是，從換能器(探頭)傳來的高頻超聲波脈沖在被測定介質(zhì)的表面反射，一部分反射回波在同一換能器接收，并被變換成電信號。 超聲波脈沖以聲波速度進(jìn)行傳播，從發(fā)送到接收超聲波脈沖的時間間隔與從換能器到被測定介質(zhì)表面的距離成比例。 該距離值s、聲速c和傳輸時間t的關(guān)系通過S=CxT/2表示。 由于所發(fā)送的超聲波脈沖具有一定的寬度，因此接近換能器的短區(qū)域的反射波與發(fā)送波重疊，無法識別，無法測量距離值。 這個區(qū)域稱為計測死角。 死角的大小與超聲波液位計的型號有關(guān)。

2 .設(shè)置要求

換能器發(fā)射超聲波脈沖時，有一定的發(fā)射開角。 從換能器的下緣到被檢測介質(zhì)的表面之間，被發(fā)射的超聲波束發(fā)射的區(qū)域內(nèi)沒有障礙物，因此在設(shè)置時必須盡量避免箱內(nèi)的設(shè)施，例如人的梯子、限位開關(guān)、加熱設(shè)備、支架等。 此外，請注意，超聲波束不應(yīng)與進(jìn)給流交叉。 安裝儀表時，請注意不要使zui高度進(jìn)入測量死角。安裝儀表時，必須保持與油箱壁一定距離的儀表時，應(yīng)使換能器的發(fā)射方向垂直于液面。

3 .特征

由于采用先進(jìn)的微處理器和獨特的EchoDiscovery回波處理技術(shù)，超聲液位計可應(yīng)用于多種復(fù)雜的情況。 轉(zhuǎn)換器內(nèi)置溫度傳感器，可對測量值進(jìn)行溫度補償。 超聲換能器采用zui聲匹配技術(shù)，更有效地輻射其輻射功率，提高信號強度，實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量。 超聲波液位計/液位計的安裝要求。

超聲波測距原理

已知超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度，測量聲波發(fā)射后被障礙物反射回來的時間，根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計算從發(fā)射點到障礙物的實際距離。 因此，超聲波測距的原理與雷達(dá)的原理相同。 在測距公式中，用L=C×表示的t公式中的l是測定距離的長度，即c是空氣中的超聲波的傳播速度，即t是測定距離的傳播的時間差( t是到接收為止的時間值的一半)。 超聲波測距主要應(yīng)用于反向報警、施工現(xiàn)場、工業(yè)現(xiàn)場等距離測量，目前測距范圍可達(dá)100米，但測量精度多達(dá)厘米級。

超聲波具有方向性好、方向性好、強度容易控制、無需與被測物直接接觸的優(yōu)點，是測量液體高度的理想手段。 精密液位測量需要達(dá)到毫米級的測量精度，但目前國內(nèi)的超聲測距專用集成電路都只有厘米級的測量精度。 通過分析超聲波測距誤差的原因，將測量時間差提高到微秒水平，用LM92溫度傳感器進(jìn)行聲波傳播速度補償后，我們設(shè)計的高精度超聲波測距儀達(dá)到毫秒水平的測量精度。

超聲波測距誤差分析

根據(jù)超聲波測距式L=C×； t、測距誤差可知是由超聲波的傳播速度誤差和測距傳播的時間誤差引起的。 當(dāng)時間誤差要求測距誤差小于1mm時，假定超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。 測距誤差s△t<； ( 0.001/344) &asymp； 0.000002907s即2.907ms。 以超聲波的傳播速度正確為前提，如果測定距離的傳播時間差的精度達(dá)到微秒水平，則能夠保證測距誤差小于1mm的誤差。 以使用的12MHz晶體為時鐘基準(zhǔn)的89C51單片微型計時器，由于能夠簡單計數(shù)到1&mu的s精度，系統(tǒng)采用89C51計時器，保證時間誤差在1mm的測量范圍內(nèi)。 超聲波傳播速度誤差超聲波的傳播速度受空氣密度的影響，空氣密度越高超聲波的傳播速度越快，空氣密度與溫度有密切的關(guān)系。 超聲速與溫度的關(guān)系已知如下:式中: r； 氣體定壓熱容量與容積熱容量之比相對于空氣為1.40、r>； 氣體一般常數(shù)，8.314kg·； mol-1·； K-1，m>； 氣體分子量，空氣為28.8×； 10-3公斤&中杯； mol-1、t>； 溫度為273K+T℃。 近似式為c = C0 + 0.607 & times；t℃式中: c0為零度時聲波速度332m/s； t是實際溫度(℃)。 超聲波的測距精度達(dá)到1mm時，必須考慮超聲波傳播的環(huán)境溫度。 例如，在溫度0℃時超聲波速度為332m/s、在30℃時為350m/s、溫度變化引起超聲波速度變化為18m/s . 在超聲波為30℃的環(huán)境下以0℃的聲速測量100m的距離時，測量誤差為5m，測量誤差為5mm。

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