超声波式物位检测

  仪器信息网 ·  2011-03-24 00:13  ·  11462 次点击
超声波特点
声波在介质中传播与介质及介质状态有关;
传播因吸收而衰减,衰减依次气、液、固减小;
两种界面因密度产生反、折射;
从液、固体垂直到达空气分界面全部返回。
测量原理
超声波物位传感器通过高性能的压电陶瓷探头发射聚焦的脉冲波束,发射波遇到介质表面后被反射回来。
反射信号经过智能化软、硬件处理,滤去噪声,算出声波的运行时间,进而测得探头与介质表面的距离,输出对应于物位的模拟或数字信号,送至上位机显示,或者作为过程变量,参与物位的连续自动控制。
特点
超声波是一种机械波,传播速度与介质(当介质不是空气时,直接对声速编程)有关,是介质温度与压力的函数。对于液位的精确测量,必须考虑对这些因素进行补偿。当环境温度剧烈变化时,探头必须内置温度传感器。由于超声波的产生是基于元件的压电效应,目前压力补偿还无法做到。所以超声波检测技术不适合用在高温高压的条件下。目前其最高工作温度可达150℃,压力不超过3bar。
超声波频率范围一般在10~100kHz之间。只有当压电晶体停振后,才能用于反射波的接收。考虑压电晶体的停振时间以及按声波周期所对应的发射时间有一个测量盲区,盲区决定了在探头表面和容器内最高物位的最小距离。一般情况下,测量范围越大,波束的发射角越小,声波频率越低,波长(λ=V/F)越长,机械波衰减越小,所对应的盲区越大。低余振可以使盲区降到最小。
智能化软件采用复杂的回波处理方法,使容器的声回波网络线数字化,包括曲线成形,统计分析,回波整形等,滤去管道等产生的虚假回波,处理得到真实的信号。
结论
超声波检测技术采用非接触测量,使机械构件不受被测介质的影响。
探头高频振动可以自动清理膜片的冷凝水和灰尘。元件无磨损,牢固耐用,不受介质密度、介电常数和导电性的影响,并且在一定范围内,容器压力不会影响测量。
但不适合用在高温、高压,有波动、蒸汽、闪蒸、气泡、泡沫,固体料位测量中有大量粉尘、粉仓有振动的场合。

0 条回复

暂无讨论,说说你的看法吧!

 回复

你需要  登录  或  注册  后参与讨论!