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  技术文章
比较一下超声波液位计与雷达液位计
2012-2-15 10:33:53

超声波液位计和雷达液位计的区别
我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波,超声波是机械波的一种,即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程,它的特征是频率高、波长短、绕射现象小,另外方向性好,能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小,因而穿透能力强,尤其是在对光不透明的固体中,超声波可穿透几十米的长度,碰到杂质或界面就会有显著的反射,超声波测量物位就是利用了它的这一特征。在超声波检测技术中,不管那种超声波仪器,都必须把电能转换超声波发射出去,再接收回来变换成电信号,完成这项功能的装置就叫超声波换能器,也称探头。如图所示,将超声波换能器置于被测液体上方,向下发射超声波,超声波穿过空气介质,在遇到水面时被反射回来,又被换能器所接收并转换为电信号,电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。由超声波在介质中传播原理可知,若介质压力、温度、密度、湿度等条件一定,则超声波在该介质中传播速度是一个常数。因此,当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间,则可换算出超声波通过的路程,即得到了液位的数据。


超声波液位计有盲区,安装时必须计算预留出传感器安装位置与测量液体之间的距离。雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下:


D=CT/2


式中 D——雷达液位计到液面的距离


C——光速


T——电磁波运行时间


雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。在实际运用中,雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计,功耗大,须采用四线制,电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计,功耗低,可用二线制的24V DC供电,容易实现本质安全,精确度高,适用范围更广。超声波用的是声波,雷达用的是电磁波,这才是最大的区别。而且超声波的穿透能力和方向性都比电磁波强的多,这就是超声波探测现在比较流行的原因。主要应用场合的区别:1.雷达测量范围要比超声波大很多。2.雷达有喇叭式、杆式、缆式,相对超声波能够应用于更复杂的工况。3.超声波精度不如雷达。4.雷达相对价位较高。5.用雷达的时候要考虑介质的介电常数。6.超声波不能应用于真空、蒸汽含量过高或液面有泡沫等工况


超声波物位计通过发射高能超声波,使其从被测物体表面反射回来。反射回来的信号经过改进的算法进行处理,从而增强了有效信号,更好地摒弃了无效的干扰信号。这些高能的声波使经过介质后确保了最少的信号损失。归功于这些高能声波,使声波损失较之传统的超声波仪器都要少。发射信号越强反射得到的信号也越强。接收器电路即使在噪声较强的环境下也能识别与监视低液位信号。
1、液介式测量办法,探头固定装置在液体中最低液位处,探头宣布的超声脉冲在液体中由探头传至液面,反射后再从液面返回到统一探头而被接纳。采用这种测量办法,凡间要求液体的温度转变不大,介质中杂质等影响超声波传达的要素较少。不然,超声波在液体中的传达速度转变会对测量后果形成较大影响2、是气介式测量方法,探头装置在最高液位之上的气体中,这种方法下,液位测量准确度受超声波在气体中的传达速度影响较大。凡间状况下,只需装置前提答应,彩这种方法较好,这种方法有利于调试和维护。3、固介式测量办法,将一根传声的固体棒或管刺进液体中,上端要凌驾最高液位,探头装置在传声固体的上端,式H=vt/2依然运用,但v代表固体中的声速。1、2、3所述测量办法属于单探头工和方法,即该探头发射脉冲声波,经传达反射后再接纳。因为发射时脉冲需求延续一段工夫,放在该工夫内的回波和发射波不易区分,这段工夫所对应的间隔称测量盲区。探险头装置时凌驾最高液面的间隔应大于盲区间隔。 尚有一发一收双探头方法,声波的接纳与发射由两探头自力完成,可以使盲区大为减小,这在某些装置地位较小的非凡场所是很便利的。