如何選擇超聲波液位計(jì)

　　在非接觸式物位測(cè)量?jī)x表中，雷達(dá)物位計(jì)和超聲波液位計(jì)是兩大主流儀表，也是適用工況zui多的儀表，這兩種儀表各有特點(diǎn)，只有充分了解儀表特點(diǎn)及應(yīng)用條件，才能做到選型合理，充分利用儀表的測(cè)量性能。因?yàn)槲镂粌x表在選型時(shí)，與壓力、流量等儀表有很大不同。物位測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)工況千差萬(wàn)別，很難設(shè)計(jì)出能滿(mǎn)足所有工況應(yīng)用的物位儀表。現(xiàn)我們就將下列兩種儀表分別做為介紹：
　　
　　超聲波液位計(jì)
　　
　　傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測(cè)介質(zhì)被反射，反射回波的質(zhì)量反映了物位計(jì)應(yīng)用效果。回波質(zhì)量定義為zui小回波幅度（在zui惡劣條件下回波幅度）比zui大噪聲幅度（虛假回波、多徑反射回波等的幅度）。回波質(zhì)量數(shù)值越大，物位計(jì)應(yīng)用效果越好。
　　
　　超聲波物位計(jì)工作頻率及測(cè)量性能：傳感器高頻（40-70KHz）工作時(shí)，傳感器的尺寸小，盲區(qū)小，方向性好，精度高，但其聲波衰減快，傳播介質(zhì)（空氣）波動(dòng)時(shí)穿透性差，測(cè)距較小。傳感器低頻（10-20KHz）工作時(shí)，傳感器尺寸大，盲區(qū)大，方向性不好，精度低，其優(yōu)勢(shì)是聲波衰減慢，傳播介質(zhì)（空氣）波動(dòng)時(shí)穿透性較好，測(cè)距稍遠(yuǎn)。
　　
　　超聲波的回波強(qiáng)度主要受以下兩個(gè)因素影響：
　　
　　1.傳播介質(zhì)越穩(wěn)定越有利于傳播。
　　
　　超聲波是機(jī)械波。機(jī)械波在傳播過(guò)程中會(huì)受到傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響。例如：有一池塘水，當(dāng)風(fēng)平浪靜時(shí)，往池塘中扔一石子就可看到水波紋，當(dāng)大風(fēng)使池塘水起波浪時(shí)，往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋。引起空氣波動(dòng)因素很多，如：粉塵，氣浪，蒸汽，料流等都會(huì)引起空氣波動(dòng)，降低回波質(zhì)量，影響測(cè)量效果。當(dāng)粉塵，氣浪等現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，建議用低頻超聲波物位計(jì)來(lái)測(cè)量。
　　
　　2.被測(cè)介質(zhì)表面越平整，聲阻抗越大（越硬）越有利于反射回波。
　　
　　在固體測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面都是不平的，有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波。由于反射與波長(zhǎng)有關(guān)，當(dāng)反射面的線度可與波長(zhǎng)相比時(shí)或更大時(shí)，才能發(fā)生反射。顯然，工作頻率越高，其波長(zhǎng)越小，對(duì)于較小的物料，更易于發(fā)生漫反射。例如，頻率為10KHz的機(jī)械波在空氣中的波長(zhǎng)是34mm，大多數(shù)情況下，物料的線度都不會(huì)有這么大。此外，低頻工作時(shí)，發(fā)射波的開(kāi)角大，回波就會(huì)很寬。這時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)也就不準(zhǔn)了，有時(shí)會(huì)差幾百毫米甚至1米或更多。因此，測(cè)量顆粒較小的固體料位，建議使用高頻超聲波物位計(jì)。
　　
　　綜上述，考慮現(xiàn)場(chǎng)工況時(shí)，應(yīng)特別注意兩個(gè)方面：換能器到被測(cè)介質(zhì)間的空氣狀態(tài)和被測(cè)介質(zhì)的表面狀態(tài)。
　　
　　超聲波物位計(jì)的選擇：
　　
　　1.換能器
　　
　　生產(chǎn)商給出的zui大量程一般是在實(shí)驗(yàn)室條件下才能達(dá)到。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，選擇量程時(shí)，要留有余量。應(yīng)確保測(cè)量距離為儀表zui大量程的0.3-0.5倍。有應(yīng)用案例。
　　
　　2.控制表
　　
　　應(yīng)選擇有回波顯示功能的控制表。由于物位測(cè)量工況的不確定性，物位計(jì)的工作性能僅用數(shù)字表示是不夠的。回波顯示是將換能器到被測(cè)介質(zhì)之間全過(guò)程的回波顯示出來(lái)。盲區(qū)附近的波形狀況，真實(shí)回波、虛假回波以及雜散噪聲的幅度、寬度以及信噪比等有關(guān)測(cè)量性能的因素通過(guò)回波曲線的形式全面反映出來(lái)，使用戶(hù)做到一目了然，心中有數(shù)。
　　
　　一臺(tái)好的超聲波液位計(jì)應(yīng)具備的性能：頻率高、發(fā)射波開(kāi)角小（方向性好），換能器諧振好（盲區(qū)小），換能器要起振快，剎車(chē)快，諧振頻率準(zhǔn)。全量程回波處理動(dòng)態(tài)范圍大（100-120dB），回波圖形顯示。在多虛假回波的工況下，回波波形不斷變化時(shí)，物位計(jì)應(yīng)能準(zhǔn)確地捕獲真實(shí)回波。因此，物位計(jì)的回波處理軟件應(yīng)具有良好的算法（是一種物位測(cè)量應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累的總和）。
　　
　　超聲波液位計(jì)目前市場(chǎng)價(jià)值：由于雷達(dá)技術(shù)的普及和發(fā)展以及雷達(dá)的技術(shù)特點(diǎn)，在物位測(cè)量中，超聲波液位計(jì)有被雷達(dá)物位計(jì)取代的趨勢(shì)。綜合性?xún)r(jià)比分析，在液位測(cè)量方面，超聲波液位計(jì)還有市場(chǎng)。