超聲波法

磁反射柱液位計利用波在介質(zhì)中的傳播特性，具體來說，超聲波在傳播中遇到相界面時，一部分反射回來，另一部分在相鄰介質(zhì)中折射。 但是，從氣體向液體或固體傳播，或從固體或液體向空氣傳播的話，介質(zhì)密度的差異太大，幾乎都會反射。 因此，在容器的底部或上部設(shè)置超聲波發(fā)射器和接收器，所發(fā)射的超聲波被相界面反射。 通過測量由接收機(jī)接收的超聲波從發(fā)送到接收的時間差，可以測量液面水平的高低。 磁反射柱液位計根據(jù)聲波介質(zhì)的不同而不同，根據(jù)分為氣介質(zhì)式、液介質(zhì)式和固定介質(zhì)式3種探針的動作方式，可以分為自發(fā)地自我接收的單探針方式和收發(fā)分離的雙探針方式。 通過相互組合可以得到6種液位計。 圖7-13是單探測器的超聲波液位計。 其中，( a )為氣介質(zhì)式，( b )為液介質(zhì)式。 ( c )為固體式。

( a )氣介質(zhì)式( b )液介質(zhì)式( c )固定介質(zhì)式圖7-13的單探頭超聲波水平計，從圖7-13開始是超聲波傳播距離l、波的傳播速度c、傳播時間t，l是與液位相關(guān)的量，因此一般通過檢測液位并在接收到的信號觸發(fā)脈沖內(nèi)對振蕩器的脈沖進(jìn)行計數(shù)來實現(xiàn) 單探測電平儀使用換能器，并且控制電路以時分方式交替控制發(fā)送器和接收器。 在雙探針型中，需要分別使用兩個換能器作為發(fā)送器和接收器，在介電型中，需要分別使用兩根金屬棒或金屬管作為發(fā)送波和接收波的傳輸管。 超聲波水平的測量有很多優(yōu)點: (1)不與介質(zhì)接觸，沒有可動部件，電子部件通過音頻振動，振幅小，儀器壽命長；(2)超聲波傳播速度相對穩(wěn)定，光線、介質(zhì)粘度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等幾乎不影響檢測，因此有毒、腐蝕、 適用于高粘度等特殊情況下的液位測量(3)不僅可以連續(xù)測量和定點測量，還可以簡單地提供遙測和遙控信號(4)可以測量高速運動和傾斜的液體液位，如汽車、飛機(jī)、輪船上的液位。 但是，超聲波儀器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格比較昂貴，而且超聲波傳播介質(zhì)的溫度和密度變化時聲速也會變化，因此超聲波液位計需要相應(yīng)的補(bǔ)償措施，否則對測量精度有很大影響。 另外，由于也有對超聲波具有強(qiáng)吸收作用的物質(zhì)，因此在選擇測量方法和測量儀器時，必須充分考慮液位測量的具體情況和條件。

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