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超聲波液位計(jì)的測(cè)量方法及其在水位監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
2020-03-04
現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)測(cè)量是超聲波液位計(jì)出現(xiàn)之前最為常見(jiàn)的河流水位監(jiān)測(cè)方法。但隨著技術(shù)的發(fā)展，這種簡(jiǎn)單原始的方法的不足也愈發(fā)明顯。測(cè)量誤差相對(duì)較大，易受惡劣天氣影響，每天監(jiān)測(cè)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，需要較多人工，在深達(dá)5米的河岸邊測(cè)量危險(xiǎn)性較高。但隨著超聲波液位計(jì)的面世，其簡(jiǎn)單易用，測(cè)量精準(zhǔn)、能夠在各種復(fù)雜工況和室外環(huán)境中應(yīng)用的特點(diǎn)，使之逐漸取代人工檢測(cè)的方法，成為水位監(jiān)測(cè)的主要方式。那么超聲波液位計(jì)的測(cè)量方法有哪些？其在水位監(jiān)測(cè)中是如何應(yīng)用的呢？
超聲波傳感器通過(guò)發(fā)射和接收所需的時(shí)間以及液位或距離的轉(zhuǎn)換對(duì)液位實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，由于其簡(jiǎn)單易用、穩(wěn)定可靠，在液位測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，超聲波物位測(cè)量比較常見(jiàn)的方法主要有共振法、頻差法、超聲衰減法、超聲脈沖回波法等多種。
1．共振法
共振法是根據(jù)調(diào)節(jié)超聲波的頻率，以在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態(tài)的原理進(jìn)行工作的。由于探頭和液面的間距與介質(zhì)中超聲波的波長(zhǎng)成比例，當(dāng)已知超聲速度時(shí)，可從共振頻率計(jì)算波長(zhǎng)，并可轉(zhuǎn)換從探頭到液面的距離。
2．頻差法
頻差法是通過(guò)超聲波探頭發(fā)出調(diào)頻超聲波，超聲波的頻率隨傳播距離而變化，并可根據(jù)接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)間的頻率差來(lái)獲得從發(fā)送到接收的時(shí)間。
3．超聲波衰減法
所謂超聲波衰減測(cè)量法，就是利用測(cè)量介質(zhì)中超聲波的衰減隨距離而變化的原理，超聲波傳感器的液位根據(jù)接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)間的衰減變化測(cè)量液位。
4．超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波法是利用超聲波探頭發(fā)射超聲波脈沖的原理進(jìn)行液位測(cè)量。當(dāng)超聲波遇到障礙物時(shí)，超聲波會(huì)被反射回來(lái)。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的超聲波，由單片機(jī)記錄超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間和接收回波的時(shí)間。通過(guò)公式S=C×t/2（其中S是測(cè)量距離，C是超聲波傳播速度，t是回波時(shí)間），就能測(cè)知液面的高度。
從超聲波的上述測(cè)量方法對(duì)比不難看出，頻差法要求頻率調(diào)制器產(chǎn)生調(diào)制頻率，衰減法需要測(cè)量超聲波的衰減量，共振法檢測(cè)液位受某些特定條件的限制，需要與液體表面建立駐波關(guān)系，屬于接觸測(cè)量方法。相比之下，超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波，并且可以實(shí)現(xiàn)非接觸檢測(cè)。因此，超聲波脈沖回波法水位監(jiān)測(cè)是幾種測(cè)量方法中最合適的一種。
二、計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)在水位監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)就是采用超聲波脈沖回波法實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量的，具體就是超聲波液位計(jì)的換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖，當(dāng)遇到被測(cè)液位表面時(shí)，該聲波被反射回來(lái)，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用戶(hù)可以基于反射信號(hào)幾乎實(shí)時(shí)地知道水位情況。
在選用水位測(cè)量的儀表時(shí)，這里推薦計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)，其采用微處理器程序控制技術(shù)以及智能信號(hào)處理技術(shù)，測(cè)量高效、精準(zhǔn)。EMC設(shè)計(jì)符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP66/IP67，能有效防止灰塵吸入，可短暫浸泡于水中，同時(shí)較高的防爆等級(jí)（Ex d IIC T6 Gb）、PVDF材質(zhì)的探頭，使之非常適宜在腐蝕性液體和惡劣工況、強(qiáng)干擾的苛刻嘈雜的室外環(huán)境中應(yīng)用。
此外，計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)有多種量程可供選擇，最長(zhǎng)可測(cè)15米，非常適合遠(yuǎn)距離檢測(cè)和水槽液位檢測(cè)。
地方相關(guān)部門(mén)可以根據(jù)超聲波液位計(jì)反饋的數(shù)據(jù)快速部署洪水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。儀表可以安裝在橋、河、流和任何需要安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的地方。預(yù)警系統(tǒng)將提醒您，水位正在上升，以便保護(hù)人民和社區(qū)免受洪水侵襲。
除使用超聲波液位計(jì)進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)外，用戶(hù)還可以使用雷達(dá)、深度水位傳感器和其他技術(shù)監(jiān)測(cè)水位。而使用超聲波液位計(jì)是目前一款維護(hù)成本低、使用范圍廣的液位測(cè)量?jī)x表。用戶(hù)可以準(zhǔn)確獲得所有需要的數(shù)據(jù)，且具有較高性?xún)r(jià)比，頗受廣大用戶(hù)青睞。
以上就是“超聲波液位計(jì)在水位監(jiān)測(cè)中的常見(jiàn)方法及應(yīng)用”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開(kāi)關(guān)（料位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)）、物位計(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）等物位測(cè)量?jī)x表方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
計(jì)為超聲波液位計(jì)
一、超聲波傳感器的常見(jiàn)測(cè)量法超聲波傳感器通過(guò)發(fā)射和接收所需的時(shí)間以及液位或距離的轉(zhuǎn)換對(duì)液位實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，由于其簡(jiǎn)單易用、穩(wěn)定可靠，在液位測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，超聲波物位測(cè)量比較常見(jiàn)的方法主要有共振法、頻差法、超聲衰減法、超聲脈沖回波法等多種。
1．共振法
共振法是根據(jù)調(diào)節(jié)超聲波的頻率，以在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態(tài)的原理進(jìn)行工作的。由于探頭和液面的間距與介質(zhì)中超聲波的波長(zhǎng)成比例，當(dāng)已知超聲速度時(shí)，可從共振頻率計(jì)算波長(zhǎng)，并可轉(zhuǎn)換從探頭到液面的距離。
2．頻差法
頻差法是通過(guò)超聲波探頭發(fā)出調(diào)頻超聲波，超聲波的頻率隨傳播距離而變化，并可根據(jù)接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)間的頻率差來(lái)獲得從發(fā)送到接收的時(shí)間。
3．超聲波衰減法
所謂超聲波衰減測(cè)量法，就是利用測(cè)量介質(zhì)中超聲波的衰減隨距離而變化的原理，超聲波傳感器的液位根據(jù)接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)間的衰減變化測(cè)量液位。
4．超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波法是利用超聲波探頭發(fā)射超聲波脈沖的原理進(jìn)行液位測(cè)量。當(dāng)超聲波遇到障礙物時(shí)，超聲波會(huì)被反射回來(lái)。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的超聲波，由單片機(jī)記錄超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間和接收回波的時(shí)間。通過(guò)公式S=C×t/2（其中S是測(cè)量距離，C是超聲波傳播速度，t是回波時(shí)間），就能測(cè)知液面的高度。
從超聲波的上述測(cè)量方法對(duì)比不難看出，頻差法要求頻率調(diào)制器產(chǎn)生調(diào)制頻率，衰減法需要測(cè)量超聲波的衰減量，共振法檢測(cè)液位受某些特定條件的限制，需要與液體表面建立駐波關(guān)系，屬于接觸測(cè)量方法。相比之下，超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波，并且可以實(shí)現(xiàn)非接觸檢測(cè)。因此，超聲波脈沖回波法水位監(jiān)測(cè)是幾種測(cè)量方法中最合適的一種。
二、計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)在水位監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)就是采用超聲波脈沖回波法實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量的，具體就是超聲波液位計(jì)的換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖，當(dāng)遇到被測(cè)液位表面時(shí)，該聲波被反射回來(lái)，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用戶(hù)可以基于反射信號(hào)幾乎實(shí)時(shí)地知道水位情況。
在選用水位測(cè)量的儀表時(shí)，這里推薦計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)，其采用微處理器程序控制技術(shù)以及智能信號(hào)處理技術(shù)，測(cè)量高效、精準(zhǔn)。EMC設(shè)計(jì)符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP66/IP67，能有效防止灰塵吸入，可短暫浸泡于水中，同時(shí)較高的防爆等級(jí)（Ex d IIC T6 Gb）、PVDF材質(zhì)的探頭，使之非常適宜在腐蝕性液體和惡劣工況、強(qiáng)干擾的苛刻嘈雜的室外環(huán)境中應(yīng)用。
此外，計(jì)為Uson系列超聲波液位計(jì)有多種量程可供選擇，最長(zhǎng)可測(cè)15米，非常適合遠(yuǎn)距離檢測(cè)和水槽液位檢測(cè)。
地方相關(guān)部門(mén)可以根據(jù)超聲波液位計(jì)反饋的數(shù)據(jù)快速部署洪水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。儀表可以安裝在橋、河、流和任何需要安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的地方。預(yù)警系統(tǒng)將提醒您，水位正在上升，以便保護(hù)人民和社區(qū)免受洪水侵襲。
除使用超聲波液位計(jì)進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)外，用戶(hù)還可以使用雷達(dá)、深度水位傳感器和其他技術(shù)監(jiān)測(cè)水位。而使用超聲波液位計(jì)是目前一款維護(hù)成本低、使用范圍廣的液位測(cè)量?jī)x表。用戶(hù)可以準(zhǔn)確獲得所有需要的數(shù)據(jù)，且具有較高性?xún)r(jià)比，頗受廣大用戶(hù)青睞。
以上就是“超聲波液位計(jì)在水位監(jiān)測(cè)中的常見(jiàn)方法及應(yīng)用”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開(kāi)關(guān)（料位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)）、物位計(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）等物位測(cè)量?jī)x表方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司市場(chǎng)部2020年3月4日發(fā)布）
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