电容式物位计
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超声波物位计知识点

2021-07-06 16:06:32


  超声波物位计多用于连续性测量,主要利用声波碰到液面产生反射波的原理,测出从发射波发出到反射波返回整个过程所需要的时间。实际应用中,就是将超声波物位计垂直安装于液体表面,当超声波物位计工作时,会向液面发射一个超声波脉冲,经过一段时间,超声波物位计的传感器就会接到被液面返回的信号,根据超声波物位计发出和接收超声波的时间差,从而计算出液面到传感器的距离,即可计算出液位的具体高度。

超声波物位器

       在上述工作原理中,声音在介质中的速度为c,回波与发射脉冲的时间差为t,然后根据公式D=c×t/2,再计算传感器与物面之间的距离D。超声波物位计的测量原理请结合下图理解,计算公式为:L=E-D,其中E为空罐距离,F为量程(满罐距离),L为物位,BD为测量盲区,D为传感器外壳平面到液面之间的距离。


主要参数


1、量程。代表超声波物位计所能测量的大范围,反映的是换能器的灵敏度。量程越大,灵敏度越高。超声波物位计可以配置不同量程的换能器。当超声波衰减快,界面反射差时,为避免超声波探头接收到的超声波信号过弱,而无法与噪音信号区分,就需要增大换能器的发射功率。


2、盲区。也叫死区,就是超声波物位计测量不到的一段距离。超声波物位计在发射超声波脉冲时,不能同时检测反射回波。由于发射的超声波脉冲具有一定的时间宽度,同时发射完超声波后传感器还有余振,期间不能检测反射回波,因此从探头表面向下开始的一小段距离无法正常检测,这段距离称为盲区。相同量程的产品,盲区越小,就说明这个换能器的设计越好。


3、温度。正常范围是-10~60摄氏度。虽然压电陶瓷的极限工作温度一般是150摄氏度,但超声波物位计在制造过程中的大多数材料都不能在100摄氏度以上的温度长期工作。


4、精度。主要受温度变化影响较大,为保证测量精度,大多数超声波物位计都带有温度补偿功能。另外在气体成分的变化也会对超声波物位计的精度产生影响,比如一些挥发性的液体,挥发后导致空气成分变化,导致气体的声速变化,引起测量误差。在常温常压以及不受外部环境干扰情况下,大部分厂家可以将精度控制在0.5%以内。


5、两线制与三线制。两线制超声波物位计其供电(DC24v)与信号输出(DC4-20mA)共用一个回路,也就是仅使用两条线即可,不足之处是发射功率相对略微微弱一些。三线制超声波物位计实际上为四线制,其供电(DC24v)与信号输出(DC4-20mA)回路分离,各使用两条线,当它们负端共地相连时,通常使用三条线即可,其优势是发射功率较大。


优点


1.与激光测距技术相比,有简单和经济的优点;

2.超声技术一般不需要运动部件,所以在安装和维护上又相应比较方便;

3.超声波物位计不仅能定点和连续测位,而且能方便的提供遥测或遥控所需的信号;

4.超声波物位计与放射性测位技术相比,不需要防护。


缺点


1.与激光测距技术相比,有简单和经济的优点;

2.超声技术一般不需要运动部件,所以在安装和维护上又相应比较方便;

3.超声波物位计不仅能定点和连续测位,而且能方便的提供遥测或遥控所需的信号;

4.超声波物位计与放射性测位技术相比,不需要防护。


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