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超聲波液位計是由傳感器(換能器)發(fā)出超聲波脈沖,聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收1器,通過壓電晶體轉(zhuǎn)換成電信號,根據(jù)聲波的傳播時間與聲波發(fā)出到物體表面的距離成正比,并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體(固體)表面的距離。
超聲波液位計的盲區(qū)與其工作原理息息相關。超聲波液位計是根據(jù)換能器(探頭)發(fā)出高頻超聲波脈沖來實現(xiàn)聲波的發(fā)射與接收的,再利用聲波發(fā)射與接收的時間差,以及聲波的傳播速度來計算液面高度。當超聲波液位計遇到測量盲區(qū)時,脈沖信號則不能到達該盲區(qū)。此外,超聲波液位計的盲區(qū)與其量程也有聯(lián)系,一般量程小的超聲波液位計,則其盲區(qū)??;量程大,則其盲區(qū)也大。在工業(yè)場合中,無論用何種品牌的超聲波液位計都會存在一定的測量盲區(qū),但通常在0.3m-0.5m之間。因此在確定超聲波液位計的安裝位置時,為了不影響測量效果,現(xiàn)場的儀表工程師以及安裝人員必須將其盲區(qū)考慮進去。因為當液位進入超聲波液位計的測量盲區(qū)時,則儀表無法測量液位,所以在確定超聲波液位計的量程時,必須留出適當?shù)挠嗔?,且在其安裝時,換能器探頭的高度也需納入考量,以此保證對液位的準確監(jiān)測及儀表的的安全使用。少數(shù)情況下,面對一些特殊場合,用戶會要求盲區(qū)盡可能達到1小,此時則可以考慮小盲區(qū)的超聲波液位計,因為其盲區(qū)一般只有0.04-0.06m,但是,其量程也相對較小,通常只有0.6m左右。
超聲波液位計由超聲波探頭,發(fā)射控制與接收處理電路,控制器和顯示等部分組成。收發(fā)及換能器探頭由壓電式換能器、收發(fā)器及溫度補償電路組成;收發(fā)器包括發(fā)射控制與接收處理電路,主要由超聲波發(fā)射脈寬控制、回波信號檢波、比較、微分、整1形等信號處理電路組成;顯示電路采用74LS164和LED組成,完成系統(tǒng)參數(shù)及液位高度的顯示;控制器是以80C552單片微機組成的應用系統(tǒng),主要完成按鍵的掃描處理,超聲波的發(fā)射控制,接收回波時間的計算,以及液位的換算等。本文重點介紹為了提高測量精度及減小測量盲區(qū)對超聲波回波檢測所采取的軟硬件措施。
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