超聲波液位檢測方法

⑴ 求一篇關於超聲波液位檢測論文

超聲波物位計的原理與運用。你留下聯系方式，我發給你。

⑵ 解釋超聲波液位計測量原理

超聲波液位計的工作原理是由換能器（探頭）發出高頻超聲波脈沖遇到被測介質表面被反射回來，部分反射回波被同一換能器接收，轉換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發射到接收到超聲波脈沖所需時間間隔與換能器到被測介質表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關系可以用公式表示：S=CxT/2。
由於發射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區域內的反射波與發射波重迭，無法識別，不能測量其距離值。這個區域稱為測量盲區。盲區的大小與超聲波物位計的型號有關。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。
測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。
超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，我們設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。

超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907ms。
在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：

式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5mm。

⑶ 常見的液位檢測方式有哪些

激光測量：激光類感測器基於光學檢測原理，通過物體表面反射光線至接收器進行檢測，其光斑較小且集中，易於安裝、校準，靈活性好，可應用於散料或液位的連續或者限位報警等;但其不適合應用於透明液體(透明液體容易折射光線，導致光線無法反射至接收器)，含泡沫或者蒸汽環境(無法穿透泡沫或者容易受到蒸汽干擾)，波動性液體(容易造成誤動作)，振動環境等。
TDR(時域反射)/ 導波雷達/微波原理測量：其名稱在行業內有多種不同的叫法，其具備了激光測量的好處，如：易於安裝、校準，靈活性好等，另外其更優於激光檢測，如無需重復校準和多功能輸出等，其適用於各種含泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應用於高粘性液體，受外部環境干擾相對小，但其測量高度一般小於6米。
超聲波測量：由於其原理為通過檢測超聲波發送與反射的時間差來計算液位高度，故容易受到超聲波傳播的能量損耗影響。其亦具備安裝容易、靈活性高等特點，通常可安裝於高處進行非接觸式測量。但當使用於含蒸汽、粉層等環境時，檢測距離將會明顯縮短，不建議使用在吸波環境，如泡沫等。
音叉振動測量：音叉式測量僅為開關量輸出，不能用於連續性監控液體高度。其原理為：當液體或者散料填充兩個振動叉時，共振頻率改變時，依靠檢測頻率改變而發出開關信號。其可用於高粘度液體或者固體散料的高度監控，主要為防溢報警、低液位報警等，不提供模擬量輸出，另外，多數情況下需要開孔安裝於容器側面。
光電折射式測量：該檢測方式通過感測器內部發出光源，光源通過透明樹脂全反射至感測器接受器，但遇到液面時，部分光線將折射至液體，從而感測器檢測全反射回來光量值的減少來監控液面。該檢測方式便宜，安裝、調試簡單，但僅能應用於透明液體，同時只輸出開關量信號。
靜壓式測量：該測量方式採用安裝於底部的壓力感測器，通過檢測底部液體壓力，轉換計算出液位高度，其底部液體壓力參考值為與頂部連通的大氣壓或者已知氣壓。該檢測方式要求採用高精度、齊平式壓力感測器，同時換算過程需要不斷進行校準，其優點為可檢測不受液位高度限制，但高度越高，感測器精度要求越高，長時間使用或者更換液體時需要重復校準。
電容式測量：電容式測量主要通過檢測由於液面或者散料高度變化而導致的電容值變化來測量料位高度。其具有多種類型，有可輸出模擬量的電容式液位感測器，液位電容式接近開關，電容式接近開關可以安裝於容器側面進行非接觸檢測。當選擇必須注意，電容感測器容易受到不同的容器材質和溶液屬性影響，如塑料容器和掛料情況容易影響模擬量輸出的電容感測器。
浮球式檢測：該方式為最簡單、最古老的檢測方式，價格相對便宜。主要是通過浮球的上下升降來檢測液面的變化，其為機械式檢測，檢測精度容易受浮力影響，重復精度差，不同液體需要重新校準。不適用於粘稠性或者含雜質液體，容易造成浮球堵塞，同時，不符合食品衛生行業的應用要求。

⑷ 超聲波液位計原理

進口康納森
超聲波液位計
換能部分利用壓電陶瓷作為超聲波脈沖的發射器和接收器，當在壓電陶瓷兩端加上一定電壓的時候，壓電陶瓷受激勵振動產生超聲波脈沖，接著超聲波換能器轉入接收狀態對已收到的超聲波回波脈沖進行分析。首先需要監測接收是否是所發出的超聲波脈沖的回波，如果是，則檢測聲波的行程時間，然後由處理單元把時間轉換為距離和液位，再由輸出單元進行輸出。

⑸ 超聲波液位測量儀器的原理圖有什麼樣的作用

從原理圖上可以看到超聲波液體測量儀器在測量中所採用的方法和方式，使我們在實際使用過程中更加便利。在卓易隆公司購買商品的售後服務周全，卓易隆技術中心有更專業的原理解答，如遇到使用問題，可在工作日內致電客服尋求幫助，客服會耐心幫忙解答問題，解決您的困惑。

⑹ 液位檢測的常用方法有那些，以及使用的器件有那幾種

答：湖面檢測一般為標桿式、超聲波式、浮球式
設備、儲罐等化工廠一般採用，磁性液位計、玻璃板管液位計、石英液位計、浮標式液位計等現場式儀表，也可採用超聲式、電容式、電浮筒式、雷達式、磁致式、浮球式、電極點式等等電信號遠傳儀表。

⑺ 如何快速解決超聲波液位計的常見問題

超聲波液位計在使用過程中難免會出現各種問題，常見的小問題，稍微維修一下就能恢復正常，大問題，修復不了的就只能進行部分更換或者換新。至於說，如何快速解決超聲波液位計的常見問題，對於一個經驗較豐富的維修工程師來說，也不能給出確切答案，只能是根據具體問題，採取對應的解決方案，只不過有些比較簡單，有些比較復雜。

一些簡單的常見問題可以通過調試和校準來快速解決

1．問題：屏幕無顯示、探頭無聲響

處理辦法：檢查電源是否正常

2．問題：屏幕錯誤信息ERR01

處理辦法：檢查探頭的連接是否正常

3．問題：面板無顯示但探頭有聲響

處理辦法：檢查液晶屏連接是否正常

4．問題：鍵盤按鍵無效

處理辦法：檢查鍵盤連接是否正常

5．問題：儀表和上位機不能通信

處理辦法：檢查接線、ID、通信速率、通信協議是否正確

6．問題：儀表近距離測量正常，遠端測量異常

處理辦法：首先檢查安裝是否正常，然後檢查參數設置是否合理

7．問題：開機後儀表僅有背光，無任何字元顯示

解決方法：開機後儀表僅有背光，無其他任何字元顯示此情況一般為程序晶元失，建議把儀器發回原廠進行處理。

8．問題：儀表出現近端死鎖

處理辦法：檢查是否是工況的真實反應，檢查參數是否合理

9．問題：屏幕錯誤信息ERR02

處理辦法：探頭與變送器的ID不一致，通過按鍵將ID設置一致

10．問題：儀表運行一段時間後測量嚴重異常

處理辦法：檢查儀表是否掛料並及時清理

11．問題：瞬時流量值波動大

解決方法：瞬時流量值波動大表現為信號強度波動大和本身測量流體波動大兩方面。解決方法是調整好探頭位置，提高信號強度(保持在3%以上)保證信號強度穩定，如本身流體波動大，則位置不好，重

新選點，確保前10D後5D的工況要求。

12．問題：儀表在現場強干擾下無法使用

解決方法：儀表在現場強干擾下無法使用是由於供電電源波動范圍較大，周圍有變頻器或強磁場干擾，接地線不正確。給儀表提供穩定的供電電源，儀表安裝遠離變頻器和強磁場干擾，有良好的接地線。

13．問題：超聲波液位計探頭凝結露珠怎麼處理？

大多數超聲波液位計的探頭表面自帶清潔功能，露珠一般很少能凝結的。在探頭表面塗抹潤滑劑可以避免露珠的出現。傾斜安裝，利用重力消除露珠。

14．問題：繼電器工作異常

處理辦法：檢查繼電器設置是否符合要求

15．問題：儀表顯示正常，但輸出信號電流異常

處理辦法：檢查接線是否正確，電流負載阻抗是否滿足要求，中控室模塊是否配置正常

還有一些復雜的問題比如超聲波液位計開機無顯示，就需要對各個可能出現的部分進行檢測和排查。檢查接線是否正確，電源是否供上。電壓是否符合要求。液面和超聲波換能器(即探頭)間有無障礙物，阻斷聲波的發射與回收。液面是否變化太快，表面有無氣泡或翻滾波動。液位計探頭安裝是否垂直，如果傾斜，則回波偏離法線，致使儀表無法收到。液位計安裝時，探頭和容器壁是否太近，如果液位稍有不平穩，使容器壁回波和直達波之間的聲程差異較小，產生干擾疊加現象，從而使儀表指示不準。儀表安裝架有否振動。沒有液面，或者液面太高，進入盲區，致使儀表沒有回波信號。

對於超聲波液位計出現的一些常規問題，盡量用自帶的自診斷功能進行問題查找，然後根據問題提示，進行相應程序的修復或者部件維修；對於不熟悉的問題，盡量不要直接對液位計進行修改或者拆卸，以防不當操作造成損壞或者不安全事故發生。好了，以上就是要跟大家分享的快速解決超聲波液位計問題的方法，趕快來參與討論吧！

⑻ 如何檢測超聲波液位儀的探頭好壞

測固定距離的回波信號強度，或者用阻抗分析儀測導納曲線圖都可以。

⑼ 超聲波液位計在測量有水蒸氣的工況可以嗎

通用的非接觸超聲波液位計測量腐蝕的泥漿或者污水、鹽酸、硫酸、氫氧化物等各種腐蝕性介質，可以應用到過程罐，日用罐，水池等場合，主要應用在油田、化工、電力、冶金等行業。

⑽ 超聲波感測器的液位測試

超聲波測量液位的基本原理是：由超聲探頭發出的超聲脈沖信號，在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面後被反射，接收到回波信號後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點：（1）無任何機械傳動部件，也不接觸被測液體，屬於非接觸式測量，不怕電磁干擾，不怕酸鹼等強腐蝕性液體等，因此性能穩定、可靠性高、壽命長；（2）其響應時間短可以方便的實現無滯後的實時測量。
系統採用的超聲波感測器的工作頻率為40kHz左右。由發射感測器發出超聲波脈沖，傳到液面經反射後返回接收感測器，測出超聲波脈沖從發射到接收到所需的時間，根據媒質中的聲速，就能得到從感測器到液面之間的距離，從而確定液面。考慮到環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為環境溫度。
S=V ×t/2=V×（t1－t0）/2 （2）
式中：S為被測距離；t為發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為超聲脈沖發射時刻。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻，根據以上公式，用軟體編程即可得到被測距離S。由於本系統的MCU選用了具有SOC特點的混合信號處理器，其內部集成了溫度感測器，因此可利用軟體很方便的實現對感測器的溫度補償。