如何提高分體超聲波液位計的測量精度？

來源：杭州澳利拓儀表科技有限公司 2025年04月14日 06:13

　　提高分體超聲波液位計測量精度的方法有很多，以下是一些主要的方法：

　　1.優化安裝方式

　　確保垂直安裝：超聲波換能器的方向應與液面保持垂直，這樣能使聲波垂直發射和接收，減少因傾斜安裝導致的測量誤差。如果安裝不垂直，聲波在液面上的入射角和反射角會發生變化，影響測量的準確性。

　　選擇合適的安裝位置：應安裝在平靜、無遮擋的區域，避免安裝在液流入口、出口、攪拌器附近或其他容易產生干擾的地方。例如，在有攪拌器的容器中，應盡量遠離攪拌器安裝，以免攪拌產生的氣泡和液面波動影響測量。

　　2.進行溫度補償

　　了解溫度對聲速的影響：聲波在空氣中的傳播速度會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，需要對溫度進行監測和補償，以提高測量精度。

　　采用內置溫度傳感器：部分分體超聲波液位計配備了內置溫度傳感器，可以實時監測環境溫度，并在算法上對超聲波的聲速進行補償。

　　3.克服虛假回波

　　識別虛假回波來源：虛假回波可能來自于液面上的泡沫、懸浮物、障礙物等。這些虛假回波會被誤認為是真實液面的回波，導致測量結果不準確。

　　調整靈敏度和阻尼時間：通過調整超聲波液位計的靈敏度和阻尼時間，可以過濾掉一些虛假回波。適當降低靈敏度可以減少虛假回波的檢測，增加阻尼時間可以使測量信號更加穩定。

　　4.減小渡越時間誤差

　　增加時間控制電路（TGC）：TGC電路可以根據聲波的衰減情況自動調整接收信號的增益，使不同高度的液面反射回來的信號幅度基本一致，從而減小因信號幅度差異導致的計時誤差。

　　采用過零檢測電路：通過對接收信號進行微分處理，利用過零檢測電路產生停止計時信號，該信號處于回波信號的時間中心點，不受信號幅度的影響，能夠完*消除渡越時間誤差。

　　5.考慮系統誤差并修正

　　標定系統時延：系統誤差主要由系統時延產生，包括硬件電路延時、單片機的中斷響應延時、探頭響應延時等。可以通過對固定距離進行測試，標定并修正系統時延。

　　修正聲學中心點距離：超聲波測量液位時，液位距離是從探頭前端表面到液面，但壓電陶瓷聲學中心并不在其表面上，這會引起系統誤差。需要將此距離引起的誤差與時延誤差歸為一類，并進行修正。

　　6.分體超聲波液位計采用實時聲速補償

　　安裝聲程架：在發射探頭前端安裝一個擋板，形成距離固定的聲程區間。當探頭發射聲波時，擋板將一部分聲波反射回探頭，通過計算從發射到接收的時間，得出聲速。

　　選擇合適材料：聲程架應選用低溫度膨脹系數的材料，以免環境溫度變化使聲程距離發生改變，影響實測聲速精度。

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