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一体式超声波液位计/超声波料位计的发展历程


20世纪60年代,超声波液位计/超声波料位计首次被用于物位测量,*初只能测量3-4米的短量程液位,随后发展到固体料位。今天,随着电子技术的发展,超声波液位计/超声波料位计测量仪器可以测量几厘米到几十米的物位范围,在诸多恶劣的条件下表现出非凡的能力。
      超声波液位计测量的内在原理非常简单的。超声波探头位于容器的顶部,发射脉冲波达到被测介质表面,同时接受由被测物表面反射回来的回波,由发射波和回波的时间差——也就是声波在空间中的往返穿行时间来计算出探头距离被测介质表面的距离。
                               
 
                                       
超声波液位计/超声波料位计中的声波与声速的关系及对其产生的影响
     一般意义的“声波”是指可以被我们的听觉器官所感受到的频率,“超声波”是指超过我们听觉极限的,高于18kHZ的频率。实际“超声波”在工业应用中的频率是5kHZ~~5MHZ,在物位测量技术方面为5kHZ~~40kHZ。声波产生于振动物体并由空气分子的正常不规则运动传播,声波的传播需要媒介,*常见媒介是空气,但水、金属、木质和橡胶等等多种物质都可作为声波的传播媒介。
      超声波探头到介质表面距离的计算是根据超声波的传播时间,即声波从探头发出到介质表面,再从介质表面返回探头所需时间,计算公式如下:
 
                         
 
                          D=探头到介质表面距离
                          Tf=声波的传播时间
                          C=声波的传播速率
由此可知,除了声波的传播时间的测量准确性,声波的传播速度起着决定性的因素。
下表列出了声波在不同气体介质中,不同温度下的速率。

气体介质
0℃
20℃
50℃
75℃
空气(N2,O2,Ar)
331
343
360
374
氨(NH3)
416
430
453
470
二氧化碳(CO2)
259
268
281
292
乙烯(C2H4)
324
336
353
366
氦(He)
970
1005
1055
1096
甲烷(CH4)
430
445
467
484
氮(N2)
336
349
366
380
氧(O2)
315
326
342
355
甲苯(C7H8)
179185
185
194
202

声速的变化取决于传播媒介的不同,在实际应用中,多种因素影响着传播媒介及声速。今天,为了获得更加**的测量结果,超声波物位仪表可以由程序设定不同媒介的声速。
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