我們一般把聲波頻率超過20kHz的聲波稱為超聲波，超聲波是機械波的一種，即是機械振動在彈性介質(zhì)中的一種傳播過程，它的特征是頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，另外方向性好，能夠成為射線而定向傳播。超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透能力強，尤其是在對光不透明的固體中，超聲波可穿透幾十米的長度，碰到雜質(zhì)或界面就會有顯著的反射，超聲波測量物位就是利用了它的這一特征。
在超聲波檢測技術(shù)中，不管那種超聲波儀器，都必須把電能轉(zhuǎn)換超聲波發(fā)射出去，再接收回來變換成電信號，完成這項功能的裝置就叫超聲波換能器，也稱探頭。如圖所示，將超聲波換能器置于被測液體上方，向下發(fā)射超聲波，超聲波穿過空氣介質(zhì)，在遇到水面時被反射回來，又被換能器所接收并轉(zhuǎn)換為電信號，電子檢測部分檢測到這一信號后將其變成液位信號進行顯示并輸出。
由超聲波在介質(zhì)中傳播原理可知，若介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一定，則超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個常數(shù)。因此，當測出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時間，則可換算出超聲波通過的路程，即得到了液位的數(shù)據(jù)。
超聲波有盲區(qū)，安裝時必須計算預留出傳感器安裝位置與測量液體之間的距離。
雷達液位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：
D=CT/2
式中 D——雷達液位計到液面的距離
C——光速
T——電磁波運行時間
雷達液位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達天線的距離，從而知道液面的液位。
在實際運用中，雷達液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計，功耗大，須采用四線制，電子電路復雜。而采用雷達脈沖波技術(shù)的液位計，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。
超聲波用的是聲波，雷達用的是電磁波，這才是最大的區(qū)別。而且超聲波的穿透能力和方向性都比電磁波強的多，這就是超聲波探測現(xiàn)在比較流行的原因。
主要應(yīng)用場合的區(qū)別：
1.雷達測量范圍要比超聲波大很多。
2.雷達有喇叭式、桿式、纜式，相對超聲波能夠應(yīng)用于更復雜的工況。
3.超聲波精度不如雷達。
4.雷達相對價位較高。
5.用雷達的時候要考慮介質(zhì)的介電常數(shù)。
6.超聲波不能應(yīng)用于真空、蒸汽含量過高或液面有泡沫等工況。
標簽:
超聲波液位計
雷達
