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基于超声波传感器设计原理的液位测试方法

文章出处:上海本烜 发表时间:2019-11-13 人气:

超声波传感器是一种常用的一种完全不与被接触介质接触的检测传感器,是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的。由于超声波传感器完全不与接触介质接触这一特性在实验室应用中非常有意义:既保证了传感器不被腐蚀,也保证了被测介质不会出现交叉污染。另外,超声波传感器还对周围环境的湿度和灰尘非常不敏感,从而也保证了它们能够长期、稳定地准确工作。那么超声波传感器对于液位的测试方法又有哪些呢?

超声波传感器

超声波液位传感器是一种常用的测量仪器,被广泛的应用于多个行业当中。超声波传感器是一种利用超声波的特性研制而成的传感器,具有测量精准、检测范围广、使用灵活、维护简便等优点。

 

超声波传感器的液位测试方法

 

超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。

 

系统采用的超声波传感器的工作频率为40kHz左右。由发射传感器发出超声波脉冲,传到液面经反射后返回接收传感器,测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间,根据媒质中的声速,就能得到从传感器到液面之间的距离,从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响,通过温度补偿的方法对传播速度予以校正,以提高测量精度。计算公式为:

 

V=331.5+0.607T (1)

 

式中:V为超声波在空气中传播速度;T为环境温度。

 

S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)

 

式中:S为被测距离;t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差;t1为超声回波接收时刻;t0为超声脉冲发射时刻。


超声波传感器

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