物位仪的分类和超声波物位仪原理

http://www.intl-sensor.com 时间:2008/8/19 10:34:45 点击2215次

导读:我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波，超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。

4物位仪的分类和超声波物位仪原理

---- 物位仪的分类和超声波物位仪原理

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一、前言

物位的定义：
“物位”一词统指各种设备和敞开或密闭的容器中液体或固体物料的表面位置。
对应不同性质的物料又有以下的定义：
1、液位指设备和容器中液体介质表面的高低.
2、料位指设备和容器中所储存的块状,颗粒或粉末状固体物料的堆积高度.
3、界位指相界面位置：容器中两种互不相溶的液体,因其重度不同而形成分界面,为液-液相界面;容器中互不相溶的液体和固体之间的分界面,为液-固相界面.液-液,液-固相界面的位置简称界位。
物位是液位,料位,界位的总称.对物位进行测量,指示和控制的仪表,称物位检测仪表。
物位检测仪表的分类：
由于被测对象种类繁多,检测的条件和环境也有很大差别,所以物位检测的方法有多种多样,以满足不同生产过程的测量要求.
物位检测仪表按测量方式可分为连续测量和定点测量两大类.
连续测量方式能持续测量物位的变化（连续量，输出标准连续量信号）
定点测量方式则只检测物位是否达到上限,下限或某个特定位置,定点测量仪表一般称为物位开关（点位，输出开关量信号）
按工作原理分类,物位检测仪表有直读式,静压式,浮力式,机械式,电气式等.
我们在此按我们的应用习惯分为接触式和非接触式两大类,目前应用的接触式物位仪表主要包括：重锤式,电容式,差压式、浮球式等.非接触式主要包括:射线式,超声波式,雷达式等.由于篇幅关系我们就此着重介绍超声波物/液位计的工作原理和分类应用。

二、超声波物/液位仪的工作原理
在许多工业生产中，如化工、石油、冶金、电力、水处理等行业，经常要对生产过程中存储在容器、储罐、仓库内的物料进行位置检测和控制，物料物位检测的准确性、及时性对于实现安全、高效的工业生产具有十分重要的意义。计量的准确与否将对企业的成本核算、能源消耗等指标正确计算及可信程度产生影响，同时检测元件的适用范围和使用维护也关系到生产能否正常稳定的进行。
正如上面所提到的：一般测量物位的方式有差压式、重锤式、超声波式、雷达式等。随着科学技术的不断发展，生产自动化程度越来越高，对物位的测量精度、可靠性和连续性要求也越来越高。超声波物位测量凭借其非接触方式以及抗腐蚀、无毒害、免维护、使用寿命长、性价比高等优势在国内外得到越来越广泛的应用。

1、超声波物/液位仪的测量原理

我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波，超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。
在超声波检测技术中，不管那种超声波仪器，都必须把电能转换超声波发射出去，再接收回来变换成电信号，完成这项功能的装置就叫超声波换能器，也称探头。如图所示，将超声波换能器置于被测液体上方，向下发射超声波，超声波穿过空气介质，在遇到水面时被反射回来，又被换能器所接收并转换为电信号，电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。