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超聲波液位計(jì)是利用超聲波在空氣中傳播的時(shí)間行程原理進(jìn)行距離測(cè)量的。超聲波是一種機(jī)械波,在傳播過程中需要介質(zhì)作為傳播媒介。因介質(zhì)的不確定性,超聲波在傳輸?shù)倪^程中就會(huì)存在不同的衰減。
超聲波液位計(jì)在工作過程中最主要的衰減有聲波的擴(kuò)散衰減、聲波散射衰減、聲波被介質(zhì)吸收的衰減。超聲波在空氣中傳輸?shù)乃p,主要是由于空氣中的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)不斷相互摩擦碰撞和熱交換,導(dǎo)致聲能量損失引起的。超聲波在空氣中的衰減系數(shù)可以用超聲衰減方程表示:
β ≈8π2 f2η/3ρv3
式中β:是超聲波在空氣中的衰減系數(shù),ν是超聲波速度,ρ是傳播介質(zhì)密度,f是超聲波頻率,η 是空氣的動(dòng)力粘度。
由以上式子可以看出,在空氣中傳輸時(shí),空氣的密度恒定,超聲波的波速也恒定。外界環(huán)境溫度恒定時(shí),超聲波在空氣中的衰減系數(shù)與超聲波頻率成正比,即超聲波換能器發(fā)射的頻率越高,超聲波的衰減系數(shù)越大,這也就是為什么在超聲波液位計(jì)的規(guī)格書中,產(chǎn)品的測(cè)量量程越大,而換能器的頻率標(biāo)稱越低。同時(shí),空氣的動(dòng)力粘度隨著溫度的升高而逐漸增大,超聲波的波速隨溫度的升高而逐漸增大,為避免溫度變化對(duì)兩個(gè)參數(shù)產(chǎn)生影響,因此在超聲波液位計(jì)換能器內(nèi)安置溫度傳感器,對(duì)以上兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)校正,以保證測(cè)量精度。
深圳優(yōu)威儀表的超聲波液位計(jì)系列均內(nèi)置溫度傳感器和實(shí)時(shí)功率調(diào)整模塊,利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)其過程溫度,電子模塊采集溫度信息,并利用軟件進(jìn)行測(cè)量校正和發(fā)射功率實(shí)時(shí)調(diào)整,以保證超聲波液位計(jì)在空氣中傳輸?shù)乃p系數(shù)始終維持在恒定狀態(tài),使測(cè)量更加精準(zhǔn)。