如何消除超聲波液位計的系統誤差

除了我們介紹的超聲束精度誤差和渡越時間誤差外，還有一種系統誤差。今天我們主要介紹什么是系統誤差以及如何消除系統誤差。

  超聲波液位計的系統誤差主要由系統延時引起。系統延遲的主要來源是硬件電路延遲、單片機中斷響應延遲、探頭響應延遲等。超聲波液位計工作在脈沖發射狀態。每次發射指令后，單片機都要經過能量積累過程才能達到發射狀態。同時，探頭中的壓電陶瓷也有一個振動啟動過程，需要一定的時間才能達到40KHz的振動頻率。然而，超聲束發射時間的計算是從發射指令開始的，因此軟件中還需要考慮和補償系統延遲引起的誤差。

  另一方面，在超聲波液位計測量過程中，測量的液位距離是探頭前端到液位的距離，但實際上壓力點的陶瓷聲中心不在表面上，因此，探頭表面到聲學中心的距離也會引起系統誤差。該誤差可歸類為上述延時差，可在計算過程中一起進行修正。

  同一批次、同型號的超聲波液位計，其材料、部件、工藝基本相同，系統誤差基本相同。因此，可以通過測試固定距離來測量和校正系統誤差。超聲波液位計在不同工況下的安裝方法及注意事項：

  1.非垂直安裝

  安裝超聲換能器時，應確保換能器的發射面與被測平面平行，使聲波能垂直發射在被測物體表面，以確保大的能量返回。然而如果現場環境中存在蒸汽，則很容易在探頭表面形成水滴。為了避免水蒸氣凝結的影響，當探頭的測量范圍遠大于實際測量距離時，探頭可以傾斜約3°安裝。

  2.帶盲區的安裝

  高液位到超聲波液位計探頭表面的距離應大于探頭盲區。這里需要注意的是盲區是在理想狀態下測量的，通常通過延長導管來避免盲區。使用延長導管安裝時，必須確保AOB>探頭的銳角。

  3.不同平滑度和障礙物的罐壁

  如果墻壁粗糙，探頭應遠離墻壁安裝。但是如果罐壁光滑且液位降低，則不會出現懸掛。其中大部分可安裝在距填充墻30cm處。如果底部填充物不是平坦的，則零液位時可能會出現誤測量。如果是錐形底部，可以考慮將探頭直接安裝在錐形頂點上方。對于圓形橫桿，只要距離大于1m，直徑不大于5cm，影響不大，否則盡量避免；但是，也應盡量避免與灌漿墻成直角的水平桿。

  4.有波動和混合

  在攪拌或波動的情況下，可安裝延伸導管。導管直接伸入液位底面，導管直徑僅大于探頭的輻射面，但必須保證導管內壁光滑，液位升降時無物料懸空，管內液位與管外液位一致。如果大范圍不適合導管安裝，則可減小范圍。具體減少取決于波的大小。