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超声波液位计的测量方法及其在水位监测中的应用

2020-03-04

  现场手动测量是超声波液位计出现之前最为常见的河流水位监测方法。但随着技术的发展,这种简单原始的方法的不足也愈发明显。测量误差相对较大,易受恶劣天气影响,每天监测多个现场数据,需要较多人工,在深达5米的河岸边测量危险性较高。但随着超声波液位计的面世,其简单易用,测量精准、能够在各种复杂工况和室外环境中应用的特点,使之逐渐取代人工检测的方法,成为水位监测的主要方式。那么超声波液位计的测量方法有哪些?其在水位监测中是如何应用的呢?

超声波液位计的测量方法及其在水位监测中的应用

计为超声波液位计

  一、超声波传感器的常见测量法
  超声波传感器通过发射和接收所需的时间以及液位或距离的转换对液位实现监测,由于其简单易用、稳定可靠,在液位测量领域得到广泛应用。目前,超声波物位测量比较常见的方法主要有共振法、频差法、超声衰减法、超声脉冲回波法等多种。
  1、共振法
  共振法是根据调节超声波的频率,以在探头和液体表面之间建立驻波共振状态的原理进行工作的。由于探头和液面的间距与介质中超声波的波长成比例,当已知超声速度时,可从共振频率计算波长,并可转换从探头到液面的距离。
  2、频差法
  频差法是通过超声波探头发出调频超声波,超声波的频率随传播距离而变化,并可根据接收信号和发送信号间的频率差来获得从发送到接收的时间。
  3、超声波衰减法
  所谓超声波衰减测量法,就是利用测量介质中超声波的衰减随距离而变化的原理,超声波传感器的液位根据接收信号与发射信号间的衰减变化测量液位。
  4、超声波脉冲回波法
  超声波脉冲回波法是利用超声波探头发射超声波脉冲的原理进行液位测量。当超声波遇到障碍物时,超声波会被反射回来。根据当前环境中的超声波,由单片机记录超声波传输的时间和接收回波的时间。通过公式S=C×t/2(其中S是测量距离,C是超声波传播速度,t是回波时间),就能测知液面的高度。
  从超声波的上述测量方法对比不难看出,频差法要求频率调制器产生调制频率,衰减法需要测量超声波的衰减量,共振法检测液位受某些特定条件的限制,需要与液体表面建立驻波关系,属于接触测量方法。相比之下,超声脉冲回波法不需要与液面建立驻波,并且可以实现非接触检测。因此,超声波脉冲回波法水位监测是几种测量方法中最合适的一种。
  二、计为Uson系列超声波液位计在水位监测中的应用
  计为Uson系列超声波液位计就是采用超声波脉冲回波法实现液位测量的,具体就是超声波液位计的换能器(探头)发出高频超声波脉冲,当遇到被测液位表面时,该声波被反射回来,部分反射回波被换能器(探头)接收并转换成电信号,用户可以基于反射信号几乎实时地知道水位情况。
  在选用水位测量的仪表时,这里推荐计为Uson系列超声波液位计,其采用微处理器程序控制技术以及智能信号处理技术,测量高效、精准。EMC设计符合IEC61000-4(GB/T17626.2)标准,整机防护等级高达IP66/IP67,能有效防止灰尘吸入,可短暂浸泡于水中,同时较高的防爆等级(Ex d IIC T6 Gb)、PVDF材质的探头,使之非常适宜在腐蚀性液体和恶劣工况、强干扰的苛刻嘈杂的室外环境中应用。
  此外,计为Uson系列超声波液位计有多种量程可供选择,最长可测15米,非常适合远距离检测和水槽液位检测。
  地方相关部门可以根据超声波液位计反馈的数据快速部署洪水监测系统,具有很高的经济效益。仪表可以安装在桥、河、流和任何需要安装远程监控系统的地方。预警系统将提醒您,水位正在上升,以便保护人民和社区免受洪水侵袭。
  除使用超声波液位计进行水位监测外,用户还可以使用雷达、深度水位传感器和其他技术监测水位。而使用超声波液位计是目前一款维护成本低、使用范围广的液位测量仪表。用户可以准确获得所有需要的数据,且具有较高性价比,颇受广大用户青睐。
  以上就是“超声波液位计在水位监测中的常见方法及应用”的相关介绍,如欲了解更多物位开关(料位开关、液位开关)、物位计(料位计、液位计)等物位测量仪表方面的知识,欢迎关注微信公众号:Jiweimeter。


(深圳计为自动化技术有限公司市场部2020年3月4日发布)


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