超声波液位计原理
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超声波液位计
换能部分利用压电陶瓷作为超声波脉冲的发射器和接收器，当在压电陶瓷两端加上一定电压的时候，压电陶瓷受激励振动产生超声波脉冲，接着超声波换能器转入接收状态对已收到的超声波回波脉冲进行分析。首先需要监测接收是否是所发出的超声波脉冲的回波，如果是，则检测声波的行程时间，然后由处理单元把时间转换为距离和液位，再由输出单元进行输出。
解释超声波液位计测量原理
超声波液位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CxT/2。由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。 测距的公式表示为：L=C×T 式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。 超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。 由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后，我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。 超声波测距误差分析 根据超声波测距公式L=C×T，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。 时间误差 当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s (20℃室温)，忽略声速的传播误差。测距误差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907ms。 在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1mm的误差。使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。 超声波传播速度误差 超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系，如表1所示。 已知超声波速度与温度的关系如下： 式中： r —气体定压热容与定容热容的比值，对空气为1.40， R —气体普适常量，8.314kg·mol-1·K-1， M—气体分子量，空气为28.8×10-3kg·mol-1， T —绝对温度，273K+T℃。 近似公式为：C=C0+0.607×T℃ 式中：C0为零度时的声波速度332m/s； T为实际温度(℃)。 对于超声波测距精度要求达到1mm时，就必须把超声波传播的环境温度考虑进去。例如当温度0℃时超声波速度是332m/s, 30℃时是350m/s，温度变化引起的超声波速度变化为18m/s。若超声波在30℃的环境下以0℃的声速测量100m距离所引起的测量误差将达到5m，测量1m误差将达到5mm。
超声波液位差计工作原理是什么？
超声波液位计是利用回声测距原理进行工作的。由于超声波可以在不同介质中传播，所以超声波液位计也分为:气介式、液介式及固介式三类，最常用的是气介式和液介式。
对于液介式，电磁流量计的探测器安装在液面底部，有时也可安装在容器(底)外部。单探头形式，探头发出的超声波脉冲经过液体传至液面，再经液面反射回到原来的发射器，此时发射器又变成了接收器，接收了超声波脉冲。
对于单探头与双探头方案的选择，主要应从电磁流量计测量对象具体情况来考虑。一般多采用单探头方案，因为单探头简单、安装方便、维修工作量也较小。另外，它可直接测出距离，不必修正。
超声波液位差计原理是什么
一、超声波液位计原理- -简介
超声波液位计，英文名称为Ultrasonic level meter，是一种由单片机控制的可对液体位置进行检测的仪表。超声波液位计发射超声波，经液面反射后再对其进行接受，通过时间差便可计算液体表面位置，由于其采用的是非接触的测量方法，对被测介质并无限制，因此其不仅可以对液体表面位置进行测量，也可对对固体位置进行测量。
二、超声波液位计原理
首先，由超声波发生器将电能转换为超声波机械振动发射超声波;其次，超声波在空气中进行传播，遇到液体表面后产生反射，反射后的超声波在空气中传播一段时间后背超声波接收器接收到，并将超声波机械振动转换为电能;最后，根据得到的发送超声波至接受超声波的时间T便可计算超声波传输距离S(S=CT/2，其中C表示声速)，进而根据实际情况得知其液面高度。
三、超声波液位计原理- -采用制式
超声波液位计可采用的制式有多种，一般为二线制、三线制或四线制。其中，二线制指的是供电和信号输出共用一个回路，仅使用两条线即可，为标准的变送器形式;四线制指的是供电和信号输出不共用一个回路，处于完全隔离的状态，供电输入、供电输出、信号输入、信号输出，共需四条线路;而三线制是在四线制基础上的改进，将供电回路的输出与信号输出回路的输出共用一根线，因此只需三条线路即可。
超声波液位计原理
超声波液位计/物位计 的测量原理、特点
1 测量原理
原理
超声波物位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CxT/2。
由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。
特点
由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiscovery回波处理技术，超声波物位计可以应用于各种复杂工况。换能器内置温度传感器，可实现测量值的温度补偿。
超声波换能器采用最佳声学匹配之专利技术，使其发射功率能更有效地辐射出去，提高信号强度，从而实现准确测量。
超声波液位计/物位计 安装要求。
安装要求：
换能器发射超声波脉冲时，都有一定的发射开角。从换能器下缘到被测介质表面之间，由发射的超声波波束所辐射的区域内，不得有障碍物，因此安装时应尽可能避开罐内设施，如：人梯、限位开关、加热设备、支架等。 另外须注意超声波波束不得与加料料流相交。
安装仪表时还要注意：最高料位不得进入测量盲区；仪表距罐壁必须保持一定的距离；仪表的安装尽可能使换能器的发射方向与液面垂直。
超声波液位计和雷达液位计的区别
区别一、测量范围不同超声波液位计量程范围：0-50米；雷达液位计可以在真空中测量可以测量所有介质常数>1.2的介质，测量范围可达70米。区别二、发射物质不同超声波液位计由传感器（换能器）发出声波，经液体表面反射后被同一传感器或超声波接收器接收；雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收，雷达波以光速运行。扩展资料：1、测量物质：超声波液位计广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。水及污水处理 ：泵房、集水井、生化反应池、沉淀池等 ；电力、矿山：灰浆池、煤浆池、水处理等。雷达液位计可以测量液体、固体介质。比如：原油、浆料、原煤、粉煤、挥发性液体等。2、注意事项：超声波液位计在使用应尽量避免测量有泡沫的液体/固体、周围有强电压，强电流，强电磁干扰，尽量避免高电压，高电流及强电磁干扰、大风和太阳直晒、强震动等。参考资料来源：百度百科——超声波液位计参考资料来源：百度百科——雷达液位计
超声波液位计和雷达液位计有什么区别？
超声波液位计是由传感器发出超声波，声波经液体表面反射后被同一传感器接受，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。雷达液位计比超声波液位更准确，而且超声波液位计在测量产生泡沫的液体液位时是不准确的，因为超声波碰到泡沫就反射回去，测得液位比实际液位高，所以雷达液位计补习用于易产生泡沫的液体液位。而雷达液位计所用微波可穿过泡沫，所以也可以用于易产生泡沫液体的液位测量。希望能够帮到您。
超声波液位计的产品特点
多脉冲低电压多点发射发射电路，双平衡抑制噪声多点接收电路（QF-9000系列）：提高仪器可靠性，解决不物位不平整测量不准确的难题，并大大加强抗干扰能力，可在变电站发射塔附近稳定工作自动功率调整、增益控制、温度补偿。先进的检测技术，丰富的软件功能适应各种复杂环境。采用新型的波形计算技术，提高仪表的测量精度。具有干扰回波的抑止功能保证测量数据的真实。16位D/A转换，提高电流输出的精度和分辨率。传感器采用四氟乙烯材料，可用于各种腐蚀性场合。多种输出形式：可编程继电器输出、高精度4-20mA电流输出、Rs-485数字通信输出 分体超声波液位 探头一体型超声波液位计主要参数量程：0-3、5、8、10、15、20 、 30、 40、 50 100m (型号：QF-8000)精度：0.25%盲区：0.15-0.7m工作温度：-20℃-+60℃压力范围：-1-16公斤（型号：QF-8000或者QF-9000系列）电源：24VDC、220VAC输出：4-20mA、Rs-485控制：二路继电器防护等级：IP68显示方式：12864点液晶显示耐腐型传感器外壳型分体型超声波液位计主要参数量程：0-3、5、8、10、15、20m、30、40、50、60、70m （型号：QF-9000)精度：0.25%盲区：0.15-1.2m工作温度：变送器-20℃-55℃ 传感器-25℃-80℃压力范围：-1-16公斤（型号：QF-8000或者QF-9000系列）电源：24VDC、220VAC输出：4-20mA、Rs-485控制：四路继电器防护等级：IP68显示方式：12864点液晶显示 耐腐型传感器外壳采用四氟乙烯 AL305超声波液位计工作时，高频脉冲声波由换能器（探头）发出，遇被测物体（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一换能器（探头）接收，转换成电信号。脉冲发送和接收之间的时间（声波的运动时间）与换能器到物体表面的距离成正比，声波传输的距离S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S= CⅩT/2安装超声波液位计时必须考虑超声波液位计的盲区问题。当液位进入盲区后，超声波变送器就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出50公分的余量，安装时，变送器探头必须高出最高液位50公分左右。这样才能保证对液位的准确监测及保证超声波液位计的安全。在实际使用中，因为安装时考虑不周，液位计被水淹没，致使液位计完全损坏。SGM超声波液位计特点价格低，体积小，重量轻，可用于食品，化工，半导体等行业对液体和散装固体非接解式物位测量，可用于远程物位监控和泵的控制机械安装时应注意：安装应垂直于测是物表面，避免用于测量泡沫性质物体，避免安装于距测量物体表面距离小于盲区距离（盲区：每台产品会有一个标准，随产品得知），应考虑束避开阻挡物质不与灌口和容器壁相遇，检测大块固体物应调整探头方位，减少测量误差 水及污水处理 ：泵房、集水井、生化反应池、沉淀池等电力、矿山：灰浆池、煤浆池、水处理等 具有抗干扰性强。可任意设置上下限节点及在线输出调节，并带有现场显示，可选择模拟量，开关量及RS485输出，方便的与相关设施接口。采用聚丙烯防水外壳。壳体小巧且相当坚固，具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸、碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下均不溶解，一般烷、烃、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。重量轻、不结垢、不污染介质。无毒性。可用于药品、食品工业设备安装，维修极为方便。 量程：0.3～5m，0.3～8m,0.5～12m盲区：300Ω；0～5V；1～5V数字输出：RS485（支持Modbus） NPN开关输出工作电压：DC12—24V 功耗<1.5W外形尺寸：Φ83×145×M65外壳材质：PP重量：272g(5m)； 410g(12m)安装方式：外直管螺纹M65×1.5防护等级：IP65温度：－10℃～60℃ 1、测量流量、液位、低表压、真空和比重2、两线制最大量程可达30m3、四线制最大量程可达40m4、最小分辨率1mm5、LCD/LED大显示屏6、智能信号处理技术7、配有高低位双继电器（仅四线制）8、全塑料防腐外壳（防护等级lP67）9、专利的换能器结构（小量程物位计法兰安装时，对法兰接管长度无要求）10、简单的按键设定参数（无需等待容器排空或加满，无需附加的遥控器）11、灵活的安装方式（螺纹/法兰、固定孔/支架）12、交流或直流供电形式可选（仅四线制）
超声波液位计和雷达液位计的区别是什么
超声波液位计是由传感器发出超声波，声波经液体表面反射后被同一传感器接受，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。
雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。
雷达液位计比超声波液位更准确，而且超声波液位计在测量产生泡沫的液体液位时是不准确的，因为超声波碰到泡沫就反射回去，测得液位比实际液位高，所以雷达液位计补习用于易产生泡沫的液体液位。而雷达液位计所用微波可穿过泡沫，所以也可以用于易产生泡沫液体的液位测量。
希望能够帮到您。
