超聲波傳感器如何測量液位?超聲波傳感器選型要求有哪些?

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/超聲波傳感器" target="_blank">超聲波傳感器的有關報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對超聲波傳感器具備清晰的認識，主要內容如下。

一、超聲波傳感器的液位測試方法

超聲波液位傳感器是一種常用的超聲波傳感器，被廣泛的應用于多個行業(yè)當中。超聲波傳感器是一種利用超聲波的特性研制而成的傳感器，具有測量精準、檢測范圍廣、使用靈活、維護簡便等優(yōu)點。

超聲波測量液位的基本原理是：由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號，在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面后被反射，接收到回波信號后計算其超聲波往返的傳播時間，即可換算出距離或液位高度。超聲波測量方法有很多其它方法不可比擬的優(yōu)點：(1)無任何機械傳動部件，也不接觸被測液體，屬于非接觸式測量，不怕電磁干擾，不怕酸堿等強腐蝕性液體等，因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長;(2)其響應時間短可以方便的實現(xiàn)無滯后的實時測量。

系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖，傳到液面經反射后返回接收傳感器，測出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時間，根據媒質中的聲速，就能得到從傳感器到液面之間的距離，從而確定液面。考慮到環(huán)境溫度對超聲波傳播速度的影響，通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正，以提高測量精度。計算公式為：

V=331.5+0.607T (1)

式中：V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環(huán)境溫度。

S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)

式中：S為被測距離;t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發(fā)射時刻。

二、超聲波傳感器選型要求

在選擇和安裝超聲波傳感器的時候都需要明確一些基本條件，不然就會直接影響著傳感器的測量結果。

1.探測范圍和大小

要探測的物體大小直接影響超聲波傳感器的檢測范圍。傳感器必須探測到一定聲級的聲音才可以進行輸出。大部件能將大部分聲音反射給超聲波傳感器，這樣傳感器即可在其最遠傳感距離檢測到此部件。小部件僅能反射較少的一部分聲音，從而導致傳感范圍大大縮小。

2.探測物體的特點

使用超聲波傳感器探測的理想物體應體積大、平整且密度高，并與變換器正面垂直。最難探測的物體是體積小且由吸音材料制成的物體，或者與變換器呈一定角度的物體。

如果液面靜止且與傳感器表面垂直，探測液體就很容易。如果液面波動大，可延長傳感器的響應時間，從而取波動變化的平均值以獲得更一致的讀數。但是，超聲波傳感器還不能精確探測表面為泡沫狀的液體，因為泡沫會使聲音的傳播方向發(fā)生偏離。

這時可以使用超聲波傳感器的反向超聲模式，探測形狀不規(guī)則的物體。在反向超聲模式下，超聲波傳感器會探測一個平整背景，如墻壁。任何穿過傳感器和墻壁之間的物體都會阻斷聲波。傳感器即可通過探測該干擾來識別物體的存在。

3.溫度導致的衰減

傳感器還設計了溫度補償功能，以調節(jié)環(huán)境溫度的緩慢改變。但是，它不能調節(jié)溫度梯度或環(huán)境溫度的快速變化。

4.周圍是否有振動

無論是傳感器本身的振動還是附近機器的振動，都可能會影響測量距離時的精確度。可在安裝傳感器時用橡膠防振裝置來減少這類問題。有時也可使用導軌來消除或降低部件振動。

5.環(huán)境導致的誤測

附近的物體可能會反射聲波。要準確探測目標物體，必須降低或消除附近聲音反射表面的影響。為了避免誤測附近物體，許多超聲波傳感器都裝有LED指示燈，用于在安裝時指示操作人員，以確保正確安裝傳感器并降低誤測風險。

超聲波傳感器對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測，它對透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質均能檢測。其檢測性能幾乎不受任何環(huán)境條件的影響，包括煙塵環(huán)境和雨天。

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