測量的內在原理非常簡單,超聲波探頭位于容器的上部,在載波脈沖波到達被測定介質表面的同時,接收被測定物表面反射的回波,根據載波與回波的時間差,即聲波在空間中往返的時間,測量探頭離被測定介質表面的距離。
粉塵的影響
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粉塵環(huán)境對聲速的影響非常小,但超聲衰減明顯,是阻礙超聲方案實施的主要因素。 在實際應用中,低頻具有特殊泡沫表面的探針在粉塵環(huán)境中的應用方案非常成功。
溫度影響:
溫度的變化影響聲速的變化,正常環(huán)境下溫度變化對聲速的變化為0.17%℃。 雖然在實際測量中許多自然因素導致誤差,但百特先進的測量系統(tǒng)能夠自動補償溫度的影響,包括溫度傳感器和軟件功能。 在實際應用中,超聲波傳播介質的溫度和被測介質的溫度根據探頭周圍的環(huán)境而不同。 測量系統(tǒng)應根據實際要求,選擇與探針結合的內置溫度傳感器和分離探針的外置溫度傳感器。 另外,該測量系統(tǒng)可以將回聲反射參考物體放置在相對于探頭的特定位置處,以產生參考回聲,從而補償溫度的影響。 該方法的有效性取決于回波反射參照物的配置程度。
壓力影響:
壓力變化引起的溫度變化的關系: LnT1/T2=1.4LnP1/P2
壓力的變化影響探針的工作狀態(tài),但壓力的變化不直接產生聲速的變化。 壓力與溫度的關系: T=KP(K為常數),因此壓力的變化影響溫度的變化,影響聲速的變化。
聲波的發(fā)射和傳播
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探針的內部具有一個或多個用于產生和接收聲波信號的壓電陶瓷晶體,當壓電陶瓷晶體獲得電信號時,它們產生微小的機械振動以產生聲波。 類似地,回聲通過給壓電陶瓷晶體施加微小的機械振動來產生電磁信號,實際的方法是探針起著雙重的收發(fā)作用。 當壓電陶瓷晶體獲得電脈沖激勵時,煤檢設備會產生一段時間的共振,初始共振幅度增大,隨著探針振動能量減弱,振幅變?yōu)榱恪?在共振周期中,共振霸復蓋回聲,探測器不準確確定回聲的時間為幾毫秒,對應的距離范圍為: “ 死角” 的雙曲馀弦值。 10mS相對死區(qū)` 1.7m。 為了確保發(fā)射波與回波時間差的正確性,回波信號必須具有足夠的強度來產生并轉換電脈沖。 回波信號的強度依賴于發(fā)送信號的強度、傳播介質的特性、傳播距離以及被測定介質的反映面的特性。
被測定介質表面的影響
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超聲級計的回波強度比率取決于被測介質的特性,所有介質都對超聲波部分反射,是部分吸收和部分傳遞。 濃密的介質產生強回聲,反而成立。 在實際測量中,液體界面回波遠優(yōu)于固體。 回波發(fā)生在固定粒子的表面時,角度方向不同,相互有時間差,相位不同,直接反射探針的回波強度減少。
強度衰減
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聲波傳播中強度的減小是由于空氣的吸收,這取決于空氣的粘性、熱傳導和空氣分子的行為特性。
原理上,影響測量的因素很多,許多廠家的超聲波測量儀已經擁有溫度補償、回聲跟蹤識別等軟件功能,成為測量儀器成功的工業(yè)測量解決方案之一,成為液體材料、固體材料、各種倉庫材料、明渠流量等目前廣為接受的非接觸測量技術。
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