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超声波液位计工作原理及方案

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 超声波液位计是利用回声测距原理进行工作的。由于超声波可以在不同介质中传播,所以超声波液位计也分为:气介式、液介式及固介式三类,最常用的是气介式和液介式。
 
 对于液介式,电磁流量计的探测器安装在液面底部,有时也可安装在容器(底)外部。单探头形式,探头发出的超声波脉冲经过液体传至液面,再经液面反射回到原来的发射器,此时发射器又变成了接收器,接收了超声波脉冲。
 
 对于单探头与双探头方案的选择,主要应从电磁流量计测量对象具体情况来考虑。一般多采用单探头方案,因为单探头简单、安装方便、维修工作量也较小。另外,它可直接测出距离,不必修正。
 
 但是在一些特殊情况下,也不得不选择双探头方案,例如探测距离较远,为了保证一定灵敏度,必须加大发射功率,用大功率换能器,但这些大功率换能器作为接收探测器灵敏度都很低,甚至无法用于接收.在这种情况下,只好另用一个灵敏度高的接收探测器。
 
 另外,对单探头方案还有一个接收探测器的“盲区”问题.在应用同一个探头作为发射器又作为接收器时,在发射超声波脉冲时,要在插入式电磁流量计的探头上加以较高的激励电压,这个电压虽然持续时间较短,但在停止发射时,在探头上仍然存在一定时间的余振,如图5一23所示,0-t,是发射超声波脉冲的时间,ti -t2时间为余振时间.如果在余振时间将探测器转向接收放大线路,则放大器的输人端将还有一个足够强的信号,显然在这段时间内,即或能收到回波信号,也很难被分辨出来,因此称这段时间为盲区时间.过了盲区时间后,接收器才能分辨出回波信号.探测器的盲区时间与结构参数、工作电压、频率等因素有关,可以通过实验确定。在知道了盲区时间以后,再求得声速,就可以确定盲区距离。由于盲区距离的限制,采用单探头方案时不能测量小于盲区距离的液位。采用双探头方案时,实际上由于难于避免的电路藕合及非定向声波对接收器的作用,在发射超声脉冲时,接收线路中也将产生微弱的输出,也可以认为是有一定的盲区,但它要比单探头小得多。