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超聲波液位計的測量方法及其在水位監測中的應用
2020-03-04
現場手動測量是超聲波液位計出現之前最為常見的河流水位監測方法。但隨著技術的發展，這種簡單原始的方法的不足也愈發明顯。測量誤差相對較大，易受惡劣天氣影響，每天監測多個現場數據，需要較多人工，在深達5米的河岸邊測量危險性較高。但隨著超聲波液位計的面世，其簡單易用，測量精準、能夠在各種復雜工況和室外環境中應用的特點，使之逐漸取代人工檢測的方法，成為水位監測的主要方式。那么超聲波液位計的測量方法有哪些？其在水位監測中是如何應用的呢？
超聲波傳感器通過發射和接收所需的時間以及液位或距離的轉換對液位實現監測，由于其簡單易用、穩定可靠，在液位測量領域得到廣泛應用。目前，超聲波物位測量比較常見的方法主要有共振法、頻差法、超聲衰減法、超聲脈沖回波法等多種。
1．共振法
共振法是根據調節超聲波的頻率，以在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態的原理進行工作的。由于探頭和液面的間距與介質中超聲波的波長成比例，當已知超聲速度時，可從共振頻率計算波長，并可轉換從探頭到液面的距離。
2．頻差法
頻差法是通過超聲波探頭發出調頻超聲波，超聲波的頻率隨傳播距離而變化，并可根據接收信號和發送信號間的頻率差來獲得從發送到接收的時間。
3．超聲波衰減法
所謂超聲波衰減測量法，就是利用測量介質中超聲波的衰減隨距離而變化的原理，超聲波傳感器的液位根據接收信號與發射信號間的衰減變化測量液位。
4．超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波法是利用超聲波探頭發射超聲波脈沖的原理進行液位測量。當超聲波遇到障礙物時，超聲波會被反射回來。根據當前環境中的超聲波，由單片機記錄超聲波傳輸的時間和接收回波的時間。通過公式S=C×t/2（其中S是測量距離，C是超聲波傳播速度，t是回波時間），就能測知液面的高度。
從超聲波的上述測量方法對比不難看出，頻差法要求頻率調制器產生調制頻率，衰減法需要測量超聲波的衰減量，共振法檢測液位受某些特定條件的限制，需要與液體表面建立駐波關系，屬于接觸測量方法。相比之下，超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波，并且可以實現非接觸檢測。因此，超聲波脈沖回波法水位監測是幾種測量方法中最合適的一種。
二、計為Uson系列超聲波液位計在水位監測中的應用
計為Uson系列超聲波液位計就是采用超聲波脈沖回波法實現液位測量的，具體就是超聲波液位計的換能器（探頭）發出高頻超聲波脈沖，當遇到被測液位表面時，該聲波被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉換成電信號，用戶可以基于反射信號幾乎實時地知道水位情況。
在選用水位測量的儀表時，這里推薦計為Uson系列超聲波液位計，其采用微處理器程序控制技術以及智能信號處理技術，測量高效、精準。EMC設計符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標準，整機防護等級高達IP66/IP67，能有效防止灰塵吸入，可短暫浸泡于水中，同時較高的防爆等級（Ex d IIC T6 Gb）、PVDF材質的探頭，使之非常適宜在腐蝕性液體和惡劣工況、強干擾的苛刻嘈雜的室外環境中應用。
此外，計為Uson系列超聲波液位計有多種量程可供選擇，最長可測15米，非常適合遠距離檢測和水槽液位檢測。
地方相關部門可以根據超聲波液位計反饋的數據快速部署洪水監測系統，具有很高的經濟效益。儀表可以安裝在橋、河、流和任何需要安裝遠程監控系統的地方。預警系統將提醒您，水位正在上升，以便保護人民和社區免受洪水侵襲。
除使用超聲波液位計進行水位監測外，用戶還可以使用雷達、深度水位傳感器和其他技術監測水位。而使用超聲波液位計是目前一款維護成本低、使用范圍廣的液位測量儀表。用戶可以準確獲得所有需要的數據，且具有較高性價比，頗受廣大用戶青睞。
以上就是“超聲波液位計在水位監測中的常見方法及應用”的相關介紹，如欲了解更多物位開關（料位開關、液位開關）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
計為超聲波液位計
一、超聲波傳感器的常見測量法超聲波傳感器通過發射和接收所需的時間以及液位或距離的轉換對液位實現監測，由于其簡單易用、穩定可靠，在液位測量領域得到廣泛應用。目前，超聲波物位測量比較常見的方法主要有共振法、頻差法、超聲衰減法、超聲脈沖回波法等多種。
1．共振法
共振法是根據調節超聲波的頻率，以在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態的原理進行工作的。由于探頭和液面的間距與介質中超聲波的波長成比例，當已知超聲速度時，可從共振頻率計算波長，并可轉換從探頭到液面的距離。
2．頻差法
頻差法是通過超聲波探頭發出調頻超聲波，超聲波的頻率隨傳播距離而變化，并可根據接收信號和發送信號間的頻率差來獲得從發送到接收的時間。
3．超聲波衰減法
所謂超聲波衰減測量法，就是利用測量介質中超聲波的衰減隨距離而變化的原理，超聲波傳感器的液位根據接收信號與發射信號間的衰減變化測量液位。
4．超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波法是利用超聲波探頭發射超聲波脈沖的原理進行液位測量。當超聲波遇到障礙物時，超聲波會被反射回來。根據當前環境中的超聲波，由單片機記錄超聲波傳輸的時間和接收回波的時間。通過公式S=C×t/2（其中S是測量距離，C是超聲波傳播速度，t是回波時間），就能測知液面的高度。
從超聲波的上述測量方法對比不難看出，頻差法要求頻率調制器產生調制頻率，衰減法需要測量超聲波的衰減量，共振法檢測液位受某些特定條件的限制，需要與液體表面建立駐波關系，屬于接觸測量方法。相比之下，超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波，并且可以實現非接觸檢測。因此，超聲波脈沖回波法水位監測是幾種測量方法中最合適的一種。
二、計為Uson系列超聲波液位計在水位監測中的應用
計為Uson系列超聲波液位計就是采用超聲波脈沖回波法實現液位測量的，具體就是超聲波液位計的換能器（探頭）發出高頻超聲波脈沖，當遇到被測液位表面時，該聲波被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉換成電信號，用戶可以基于反射信號幾乎實時地知道水位情況。
在選用水位測量的儀表時，這里推薦計為Uson系列超聲波液位計，其采用微處理器程序控制技術以及智能信號處理技術，測量高效、精準。EMC設計符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標準，整機防護等級高達IP66/IP67，能有效防止灰塵吸入，可短暫浸泡于水中，同時較高的防爆等級（Ex d IIC T6 Gb）、PVDF材質的探頭，使之非常適宜在腐蝕性液體和惡劣工況、強干擾的苛刻嘈雜的室外環境中應用。
此外，計為Uson系列超聲波液位計有多種量程可供選擇，最長可測15米，非常適合遠距離檢測和水槽液位檢測。
地方相關部門可以根據超聲波液位計反饋的數據快速部署洪水監測系統，具有很高的經濟效益。儀表可以安裝在橋、河、流和任何需要安裝遠程監控系統的地方。預警系統將提醒您，水位正在上升，以便保護人民和社區免受洪水侵襲。
除使用超聲波液位計進行水位監測外，用戶還可以使用雷達、深度水位傳感器和其他技術監測水位。而使用超聲波液位計是目前一款維護成本低、使用范圍廣的液位測量儀表。用戶可以準確獲得所有需要的數據，且具有較高性價比，頗受廣大用戶青睞。
以上就是“超聲波液位計在水位監測中的常見方法及應用”的相關介紹，如欲了解更多物位開關（料位開關、液位開關）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術有限公司市場部2020年3月4日發布）
TAGS : 超聲波液位計
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