超聲波物位計

傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測介質被反射，反射回波的質量反映了物位計應用效果?；夭ㄙ|量定義為最小回波幅度(在條件下回波幅度)比噪聲幅度(虛假回波、多徑反射回波等的幅度)?；夭ㄙ|量數(shù)值越大，物位計應用效果越好。

超聲波物位計工作頻率及測量性能：傳感器高頻(40-70KHz)工作時，傳感器的尺寸小，盲區(qū)小，方向性好，精度高，但其聲波衰減快，傳播介質(空氣)波動時穿透性差，測距較小。傳感器低頻(10-20KHz)工作時，傳感器尺寸大，盲區(qū)大，方向性不好，精度低，其優(yōu)勢是聲波衰減慢，傳播介質(空氣)波動時穿透性較好，測距稍遠。

超聲波的回波強度主要受以下兩個因素影響：

1.    傳播介質越穩(wěn)定越有利于傳播。

超聲波是機械波。機械波在傳播過程中會受到傳播介質穩(wěn)定程度的影響。例如：有一池塘水，當風平浪靜時， 往池塘中扔一石子就可看到水波紋，當大風使池塘水起波浪時，往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋。引起空氣波動因素很多，如：粉塵，氣浪，蒸汽，料流等都會引起空氣波動，降低回波質量，影響測量效果。當粉塵，氣浪等現(xiàn)象嚴重時，建議用低頻超聲波物位計來測量。

2.    被測介質表面越平整，聲阻抗越大(越硬)越有利于反射回波。

在固體測量時，被測表面都是不平的，有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波。由于反射與波長有關，當反射面的線度可與波長相比時或更大時，才能發(fā)生反射。顯然，工作頻率越高，其波長越小，對于較小的物料，更易于發(fā)生漫反射。例如，頻率為10KHz的機械波在空氣中的波長是34mm，大多數(shù)情況下，物料的線度都不會有這么大。此外，低頻工作時，發(fā)射波的開角大，回波就會很寬。這時測得的數(shù)據(jù)也就不準了，有時會差幾百毫米甚至1米或更多。因此，測量顆粒較小的固體料位，建議使用高頻超聲波物位計。

綜上述，考慮現(xiàn)場工況時，應特別注意兩個方面：換能器到被測介質間的空氣狀態(tài)和被測介質的表面狀態(tài)。

超聲波物位計的選擇：

1.換能器

生產(chǎn)商給出的量程一般是在實驗室條件下才能達到。實際應用時，選擇量程時，要留有余量。應確保測量距離為儀表量程的0.3-0.5倍。有應用案例。

3.    控制表

應選擇有回波顯示功能的控制表。由于物位測量工況的不確定性，物位計的工作性能僅用數(shù)字表示是不夠的。回波顯示是將換能器到被測介質之間全過程的回波顯示出來。盲區(qū)附近的波形狀況，真實回波、虛假回波以及雜散噪聲的幅度、寬度以及信噪比等有關測量性能的因素通過回波曲線的形式全面反映出來，使用戶做到一目了然，心中有數(shù)。

一臺好的超聲波物位計應具備的性能：頻率高、發(fā)射波開角小(方向性好)，換能器諧振好(盲區(qū)小)，換能器要起振快，剎車快，諧振頻率準。全量程回波處理動態(tài)范圍大(100-120dB)，回波圖形顯示。在多虛假回波的工況下，回波波形不斷變化時，物位計應能準確地捕獲真實回波。因此，物位計的回波　　處理軟件應具有良好的算法(是一種物位測量應用經(jīng)驗積累的總和)。

超聲波物位計目前市場價值：由于雷達技術的普及和發(fā)展以及雷達的技術特點，在物位測量中，超聲波物位計有被雷達物位計取代的趨勢。綜合性價比分析，在液位測量方面，超聲波物位計還有市場。