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影響超聲波液位計正常工作的因素
閱讀次數(shù)：941 發(fā)布時間：2020/3/12 9:47:53
影響超聲波液位計正常工作的因素
超聲波液位計是一款適用于各種槽池的連續(xù)性液位測量的儀表，其工作原理是由超聲換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖，超聲脈沖遇到被測液位表面時，該脈沖便被反射回來，部分反射回波被換能器重新接收，轉(zhuǎn)換成電信號。因此測量環(huán)境和儀表電路的聲電轉(zhuǎn)換能力都會對超聲波的測量精度造成影響。
超聲波脈沖以聲波速度傳播，超聲波脈沖從發(fā)射到接收所需時間間隔與換能器到被測介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關(guān)系可以用公式表示：S=CxT/2。根據(jù)超聲波的聲波傳輸特性，超聲液位計應(yīng)用的理想工況為平靜的液體表面，如果液面起伏不定或者呈波浪狀，超聲波探測對于實際液位的測量就會出現(xiàn)誤差，這就需要內(nèi)部電路對測量信號進行算法優(yōu)化，以反饋真實的液位。
影響超聲波液位計正常工作的幾大因素
1.攪拌對超聲波液位計影響：
現(xiàn)場容器常常有攪拌，液體波動比較大，影響超聲波液位計的測量；該種情況下可以適當(dāng)降低攪拌器的轉(zhuǎn)速、或?qū)⑻筋^偏離攪拌中心；還可以安裝導(dǎo)波管，從而有效消除因攪拌器攪拌對液位測量產(chǎn)生的影響。在一些帶攪拌或者較為動態(tài)的液位環(huán)境中（比如流體液位測量）等，由于液位水平呈動態(tài)起伏和不確定性變化，會導(dǎo)致超聲波液位計的測量精度大大降低。針對這一點則需要在硬件和軟件上對儀表的魯棒性（魯棒性大致相當(dāng)于穩(wěn)定性）進行提高。在軟件方面，加入延時平均算法能夠使儀表更好地適應(yīng)復(fù)雜且動態(tài)變化的工況；同時硬件上采取高效嚴謹?shù)男盘枮V波電路來過濾掉測量時超聲波信號接觸復(fù)雜的液體表面而產(chǎn)生的次波雜波。
2.泡沫對超聲波液位計影響：
在用超聲波液位計來測量液位的過程中，經(jīng)常會遇到泡沫的干擾。泡沫按照屬性可以分為：干、濕、中性、重型四種。
干泡沫和濕泡沫能將超聲波反射回來，故用超聲波液位計來測量無影響；中性泡沫則會吸收和擴散部分超聲波，因而會減弱超聲波的反射，導(dǎo)致回波不穩(wěn)定。因此當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時，超聲波液位計的測量誤差會較大，甚至無法測量。在干擾嚴重的工況下，超聲波液位計可以通過加裝消波管的辦法來屏蔽泡沫的干擾。
3.蒸汽、霧氣對超聲波液位計影響：
當(dāng)工作環(huán)境溫度很高時，液體介質(zhì)容易產(chǎn)生蒸汽或霧氣，由于蒸汽比空氣要輕，所以上浮到罐頂部，形成了一層對超聲波脈沖有吸收和散射作用的蒸汽層。可以通過加裝導(dǎo)波管的辦法，可以減少或削弱蒸汽層對測量的影響。
4.盲區(qū)對超聲波液位計影響：
超聲波液位計的盲區(qū)，就如同人的眼睛一樣，盲區(qū)是當(dāng)物體離眼睛非常近的時候，反而看不清楚，這一段距離叫作盲區(qū)。超聲波液位計的盲區(qū)，根據(jù)量程的不同而不同。量程小，則盲區(qū)小，量程大，則盲區(qū)大。所以要求測量的最高液位不得高于超聲波液位計的盲區(qū)。
5.壓力和溫度對超聲波液位計影響：
首先，聲速在真空下無法傳播，而超聲波的本質(zhì)是一種聲波，且屬于機械波，故它不能在真空中傳播。其次，是溫度，溫度越高超聲波速度越大，雖然超聲波液位計的參數(shù)匯總有最大壓力值，但是隨著溫度的升高，該最大壓力值會相應(yīng)減小，所以在選型的時候要注意此參數(shù)。另外對于在戶外安裝的液位計，可以采用加裝遮陽罩等措施來減弱溫度因素的影響。
錯誤的儀表安裝方式
不正確的安裝可能會導(dǎo)致測量精度的下降。比如超聲波換能器的方向沒有與液面保持垂直。如下圖所示：
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