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    超聲波液位在計測量中會受哪些因素的影響?

    作者:常州市恒今儀表有 時間:2019-08-02 14:15

    超聲波液位計測量中,影響測量效果的因素有哪些
     
    超聲波液位計是針對被測物質的密度,對固體物質推薦采用超聲波液位計進行測量。超聲波是一種聲波,一種需要介質的機械波。
     
    超聲波液位計不同于其它元件。例如,超聲波是由壓電材料的振動發出的。因此,它不能在高壓或負壓下使用。如果6 ~ 70米范圍內,首選超聲波液位計。
     
            超聲波液位計是接觸式液位計,可靠性高,價格低廉,免費維修液位計,它徹底解決了由壓力變送器、電容、浮子式繞組測量方式、泄漏、接觸式介質、維修費用昂貴的難題,它將滿足大多數不必要的接觸式工業介質封/開容器液位計的測量要求。
     
           超聲波液位計測量內部原理很簡單,超聲波探頭位于頂部的容器,發射脈沖波測量介質表面,同時接收來自一個表面的反射回波分析物,傳播波和回波時間,來回通過聲波在空間的時間來測量距離探測器的測量介質的表面。

     
    影響液位計中超聲波液位計工作的主要因素如下:
    1. 速度的影響:
    工業應用中超聲波液位計的頻率為5khz-5mhz,液位測量技術為5hz-40hz。超聲波探頭到介質表面距離的計算公式如下:
    D = t1 x / 2c
    D:探頭到介質表面的距離
    T1:聲波傳播時間
    C:波的傳播速度
            可以看出,除了測量聲波傳播時間的準確性外,聲波的傳播速度起著決定性的作用。聲速因介質而異。在實際應用中,影響介質和聲速的因素很多。今天,為了獲得更精確的測量,超聲波聲級計可以用來不同程度地設定不同介質的聲速。

    2. 溫度的影響:
            溫度的變化影響聲速的變化。在正常環境下,溫度的變化使聲速的變化達到0.17%℃。在實際測量中,各種自然因素都會引起誤差,而先進的測量系統,包括溫度傳感器和軟件功能,可以自動補償溫度的影響。在實際應用中,由于探頭所處的環境不同,超聲波介質的溫度與被測介質的溫度也不同。測量系統應根據實際需要選擇與內部溫度傳感器和探頭分離并與探頭結合的外部溫度傳感器。更精確的測量系統可以通過將回波反射器放置在遠離探頭的特定位置來補償溫度效應。該方法的有效性取決于回波基準位置的精度。

    3.應力的影響:
             壓力變化引起的溫度變化關系:LnT1 / T2 = 1.4 LnP1 / P2
            雖然壓力的變化影響探頭的工作狀態,但壓力的變化并不直接引起聲速的變化。由于壓力與溫度的關系:T=KP(K為常數),壓力的變化影響溫度的變化,溫度的變化又影響聲速的變化。
     
    4. 聲波的發射和傳播:
           探頭內部有一個或多個壓電陶瓷晶體,用于聲信號的產生和接收。壓電陶瓷晶體在接收電信號時,會產生微小的機械振動,并發出聲波。同樣,回波使壓電陶瓷晶體產生微小的機械振動,并發出電磁信號。實際的方法是探頭起發射和接收的雙重作用。當壓電晶體被電脈沖激發時,它會產生一段時間的共振。初始共振振幅很大,隨著探頭振動能量的減小,振幅趨于零。在諧振期間,諧振覆蓋了回波,使得探頭無法準確判斷回波。這個周期為毫秒,對應的距離范圍成為“盲區”。10mS相對盲區為1.7m。為了保證發射波與回波時間差的準確性,回波信號必須有足夠的強度產生并轉換為電脈沖?;夭ㄐ盘柕膹姸热Q于發射信號的強度、發射介質的特性、發射距離和被測介質反射面特性。

    5. 強度的衰減
            聲波的強度由于空氣的吸收而降低,這是由空氣的粘度、熱傳導和空氣分子的行為決定的。

    6. 灰塵的影響
            粉塵環境對聲速的影響很小,但超聲波的衰減明顯,這是阻礙超聲波方案實施的主要因素。在實際應用中,在粉塵環境中使用具有特殊泡沫表面的低頻探頭是非常成功的。

    7. 氣流的影響
            在開放環境下,橫向氣流作為超聲波的載體,會使聲波的傳播路徑變長、彎曲,在實際應用中效果不大。

    8. 被測介質表面的影響
            超聲液位計的回波強度比取決于被測介質的特性。所有的介質都是超聲波的部分反射、部分吸收和部分透射。致密介質,會產生強烈的回波,反之亦然。在實際應用中,液體界面的回波比固體界面的回波好得多。當回波在固定粒子表面產生時,角度方向不同,且存在時間差,使得相位不同,直接反射回探頭的回波強度降低。
    從原理上看,許多因素影響測量,許多制造商超聲波液位計的溫度補償,回聲跟蹤識別軟件功能,如測量儀器成為最成功的工業測量解決方案,包括液位、固體材料水平,各種倉庫材料,明渠流等等,已經成為當今最被廣泛接受的非接觸式測量技術。


     

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