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超声波液位在计测量中会受哪些因素的影响?

作者:常州市恒今仪表有 时间:2019-08-02 14:15

超声波液位计测量中,影响测量效果的因素有哪些
 
超声波液位计是针对被测物质的密度,对固体物质推荐采用超声波液位计进行测量。超声波是一种声波,一种需要介质的机械波。
 
超声波液位计不同于其它元件。例如,超声波是由压电材料的振动发出的。因此,它不能在高压或负压下使用。如果6 ~ 70米范围内,首选超声波液位计。
 
        超声波液位计是接触式液位计,可靠性高,价格低廉,免费维修液位计,它彻底解决了由压力变送器、电容、浮子式绕组测量方式、泄漏、接触式介质、维修费用昂贵的难题,它将满足大多数不必要的接触式工业介质封/开容器液位计的测量要求。
 
       超声波液位计测量内部原理很简单,超声波探头位于顶部的容器,发射脉冲波测量介质表面,同时接收来自一个表面的反射回波分析物,传播波和回波时间,来回通过声波在空间的时间来测量距离探测器的测量介质的表面。

 
影响液位计中超声波液位计工作的主要因素如下:
1. 速度的影响:
工业应用中超声波液位计的频率为5khz-5mhz,液位测量技术为5hz-40hz。超声波探头到介质表面距离的计算公式如下:
D = t1 x / 2c
D:探头到介质表面的距离
T1:声波传播时间
C:波的传播速度
        可以看出,除了测量声波传播时间的准确性外,声波的传播速度起着决定性的作用。声速因介质而异。在实际应用中,影响介质和声速的因素很多。今天,为了获得更精确的测量,超声波声级计可以用来不同程度地设定不同介质的声速。

2. 温度的影响:
        温度的变化影响声速的变化。在正常环境下,温度的变化使声速的变化达到0.17%℃。在实际测量中,各种自然因素都会引起误差,而先进的测量系统,包括温度传感器和软件功能,可以自动补偿温度的影响。在实际应用中,由于探头所处的环境不同,超声波介质的温度与被测介质的温度也不同。测量系统应根据实际需要选择与内部温度传感器和探头分离并与探头结合的外部温度传感器。更精确的测量系统可以通过将回波反射器放置在远离探头的特定位置来补偿温度效应。该方法的有效性取决于回波基准位置的精度。

3.应力的影响:
         压力变化引起的温度变化关系:LnT1 / T2 = 1.4 LnP1 / P2
        虽然压力的变化影响探头的工作状态,但压力的变化并不直接引起声速的变化。由于压力与温度的关系:T=KP(K为常数),压力的变化影响温度的变化,温度的变化又影响声速的变化。
 
4. 声波的发射和传播:
       探头内部有一个或多个压电陶瓷晶体,用于声信号的产生和接收。压电陶瓷晶体在接收电信号时,会产生微小的机械振动,并发出声波。同样,回波使压电陶瓷晶体产生微小的机械振动,并发出电磁信号。实际的方法是探头起发射和接收的双重作用。当压电晶体被电脉冲激发时,它会产生一段时间的共振。初始共振振幅很大,随着探头振动能量的减小,振幅趋于零。在谐振期间,谐振覆盖了回波,使得探头无法准确判断回波。这个周期为毫秒,对应的距离范围成为“盲区”。10mS相对盲区为1.7m。为了保证发射波与回波时间差的准确性,回波信号必须有足够的强度产生并转换为电脉冲。回波信号的强度取决于发射信号的强度、发射介质的特性、发射距离和被测介质反射面特性。

5. 强度的衰减
        声波的强度由于空气的吸收而降低,这是由空气的粘度、热传导和空气分子的行为决定的。

6. 灰尘的影响
        粉尘环境对声速的影响很小,但超声波的衰减明显,这是阻碍超声波方案实施的主要因素。在实际应用中,在粉尘环境中使用具有特殊泡沫表面的低频探头是非常成功的。

7. 气流的影响
        在开放环境下,横向气流作为超声波的载体,会使声波的传播路径变长、弯曲,在实际应用中效果不大。

8. 被测介质表面的影响
        超声液位计的回波强度比取决于被测介质的特性。所有的介质都是超声波的部分反射、部分吸收和部分透射。致密介质,会产生强烈的回波,反之亦然。在实际应用中,液体界面的回波比固体界面的回波好得多。当回波在固定粒子表面产生时,角度方向不同,且存在时间差,使得相位不同,直接反射回探头的回波强度降低。
从原理上看,许多因素影响测量,许多制造商超声波液位计的温度补偿,回声跟踪识别软件功能,如测量仪器成为最成功的工业测量解决方案,包括液位、固体材料水平,各种仓库材料,明渠流等等,已经成为当今最被广泛接受的非接触式测量技术。