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超声波液位传感器的工作原理

时间:2014-11-22      阅读:1661

超声波液位传感器的工作原理
超声波液位传感器工作时,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
声波是一种传递信息的媒体,它与机械振动密切相关,可以由物体的撞击、运动所产生的机械振动以波的形式向外传播。根据振动所产生波的频率高低分为可闻声波、次声波和超声波,高于20khz的声波称为超声波。

超声波具有类似光线的一些物理性质:
(1)超声波的传播类似于光线,遵循几何光学的规律,具有反射、折射现象,也能聚焦,因此可以利用这些性质进行测量、定位、探伤和加工处理等。在传播中,超声波的速度与声波相同;
(2)超声波的波长很短,与发射器、接收器的几何尺寸相当,由发射器发射出来的超声波不向四面八方发散,而成为方向性很强的波束,波长愈短方向性愈强,因此超声用于探伤、水下探测,有很高的分辨能力,能分辨出非常微小的缺陷或物体;
(3)能够产生窄的脉冲,为了提高探测精度和分辨率。要求探测信号的脉冲极窄,但是一般脉冲宽度是波长的几倍(如要产生更窄的脉冲在技术上是有困难的),超声波波长短,因此可以作为窄脉冲的信号发生器;
(4)功率大,超声波能够产生并传递强大的能量。声波作用于物体时,物体的分子也要随着运动,其振动频率和作用的声波频率一样,频率越高,分子运动速度越快,物体获得的能量正比于分子运动速度的平方。超声频率高,故可以给出大的功率。
超声波液位传感器安装要点:
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:zui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.

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