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聲波是縱向振動(dòng)的彈性機(jī)械波,它借助傳播介質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)而傳播。由于傳播介質(zhì)的吸收、散射和聲波的擴(kuò)散等原因,導(dǎo)致聲強(qiáng)、聲壓和聲能減弱,發(fā)生聲波衰減。并且超聲波液位計(jì)的測量需要在被測液面上形成一次聲波反射,這同樣會(huì)引起聲波的衰減。聲波是按傳播距離的指數(shù)規(guī)律衰減的,當(dāng)液面高度不同時(shí),聲波的傳輸距離也不相同,其接收波的幅度也會(huì)有較大差異。
探頭發(fā)射超聲波時(shí)系統(tǒng)開始計(jì)時(shí),當(dāng)接收信號(hào)的幅度超過設(shè)定的閾值時(shí)停止計(jì)時(shí)。液位高度發(fā)生變化時(shí),接收信號(hào)的幅度也會(huì)發(fā)生變化。在液位比較低時(shí),接收信號(hào)幅度比較小,可能需要在第4個(gè)波峰處才能達(dá)到閾值;當(dāng)液面高度比較高時(shí),接收信號(hào)幅度比較大,可能在第3個(gè)甚至更早就能達(dá)到閾值。這樣停止計(jì)時(shí)的時(shí)間就不是確定的,這種不確定性必然會(huì)給系統(tǒng)測量精度帶來誤差。該誤差如果應(yīng)用在1000m3以上的儲(chǔ)油罐上,將會(huì)產(chǎn)生很客觀的誤差,所以必須要消除。
超聲波液位計(jì)專用于連續(xù)性液位測量。超聲波液位計(jì)的換能器(探頭)發(fā)出高頻超聲波脈沖,當(dāng)遇到被測液位表面時(shí),該聲波被反射回來,部分反射回波被換能器(探頭)接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
超聲波液位計(jì)利用聲波發(fā)射與接收的時(shí)間差,以及聲波傳播速度來計(jì)算液面的高度。超聲波液位計(jì)采用無接觸測量技術(shù),能穩(wěn)定可靠地應(yīng)用于各種敞開式槽池中的連續(xù)性液位測量,如污水池、水利水文、工業(yè)廢水等。