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如何提高分體超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度?

更新時(shí)間:2025-04-14      點(diǎn)擊次數(shù):232
  提高分體超聲波液位計(jì)測(cè)量精度的方法有很多,以下是一些主要的方法:
  1.優(yōu)化安裝方式
  確保垂直安裝:超聲波換能器的方向應(yīng)與液面保持垂直,這樣能使聲波垂直發(fā)射和接收,減少因傾斜安裝導(dǎo)致的測(cè)量誤差。如果安裝不垂直,聲波在液面上的入射角和反射角會(huì)發(fā)生變化,影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
  選擇合適的安裝位置:應(yīng)安裝在平靜、無(wú)遮擋的區(qū)域,避免安裝在液流入口、出口、攪拌器附近或其他容易產(chǎn)生干擾的地方。例如,在有攪拌器的容器中,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離攪拌器安裝,以免攪拌產(chǎn)生的氣泡和液面波動(dòng)影響測(cè)量。
  2.進(jìn)行溫度補(bǔ)償
  了解溫度對(duì)聲速的影響:聲波在空氣中的傳播速度會(huì)隨溫度的變化而變化,溫度每升高或降低1℃,聲速大約變化0.18%。因此,需要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償,以提高測(cè)量精度。
  采用內(nèi)置溫度傳感器:部分分體超聲波液位計(jì)配備了內(nèi)置溫度傳感器,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度,并在算法上對(duì)超聲波的聲速進(jìn)行補(bǔ)償。
  3.克服虛假回波
  識(shí)別虛假回波來(lái)源:虛假回波可能來(lái)自于液面上的泡沫、懸浮物、障礙物等。這些虛假回波會(huì)被誤認(rèn)為是真實(shí)液面的回波,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
  調(diào)整靈敏度和阻尼時(shí)間:通過(guò)調(diào)整超聲波液位計(jì)的靈敏度和阻尼時(shí)間,可以過(guò)濾掉一些虛假回波。適當(dāng)降低靈敏度可以減少虛假回波的檢測(cè),增加阻尼時(shí)間可以使測(cè)量信號(hào)更加穩(wěn)定。
  4.減小渡越時(shí)間誤差
  增加時(shí)間控制電路(TGC):TGC電路可以根據(jù)聲波的衰減情況自動(dòng)調(diào)整接收信號(hào)的增益,使不同高度的液面反射回來(lái)的信號(hào)幅度基本一致,從而減小因信號(hào)幅度差異導(dǎo)致的計(jì)時(shí)誤差。
  采用過(guò)零檢測(cè)電路:通過(guò)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行微分處理,利用過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生停止計(jì)時(shí)信號(hào),該信號(hào)處于回波信號(hào)的時(shí)間中心點(diǎn),不受信號(hào)幅度的影響,能夠完*消除渡越時(shí)間誤差。
  5.考慮系統(tǒng)誤差并修正
  標(biāo)定系統(tǒng)時(shí)延:系統(tǒng)誤差主要由系統(tǒng)時(shí)延產(chǎn)生,包括硬件電路延時(shí)、單片機(jī)的中斷響應(yīng)延時(shí)、探頭響應(yīng)延時(shí)等??梢酝ㄟ^(guò)對(duì)固定距離進(jìn)行測(cè)試,標(biāo)定并修正系統(tǒng)時(shí)延。
  修正聲學(xué)中心點(diǎn)距離:超聲波測(cè)量液位時(shí),液位距離是從探頭前端表面到液面,但壓電陶瓷聲學(xué)中心并不在其表面上,這會(huì)引起系統(tǒng)誤差。需要將此距離引起的誤差與時(shí)延誤差歸為一類,并進(jìn)行修正。
  6.分體超聲波液位計(jì)采用實(shí)時(shí)聲速補(bǔ)償
  安裝聲程架:在發(fā)射探頭前端安裝一個(gè)擋板,形成距離固定的聲程區(qū)間。當(dāng)探頭發(fā)射聲波時(shí),擋板將一部分聲波反射回探頭,通過(guò)計(jì)算從發(fā)射到接收的時(shí)間,得出聲速。
  選擇合適材料:聲程架應(yīng)選用低溫度膨脹系數(shù)的材料,以免環(huán)境溫度變化使聲程距離發(fā)生改變,影響實(shí)測(cè)聲速精度。
 

 

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