熱工報(bào)告-超聲波物位計(jì)

它它說它的量程大，壽命長(zhǎng)，卻始終對(duì)真空對(duì)象束手無策，而且當(dāng)太近，就會(huì)進(jìn)入盲區(qū)，它們它們，價(jià)格相對(duì)昂貴，卻能不必接觸工業(yè)介質(zhì)就能滿足大部分物位測(cè)量要求，從而徹底地解決了壓力式、電容式、浮子式等傳統(tǒng)測(cè)量方式帶來的纏繞、堵塞、泄露、介質(zhì)腐蝕、維護(hù)不便等缺點(diǎn)它們它們，受溫度，密度，壓力，濃度等因素影響卻不被光線，介質(zhì)黏度，濕度，介電常數(shù)，電導(dǎo)率，熱導(dǎo)率限制，活躍于有毒，腐蝕性，高黏度及密閉容器等特殊場(chǎng)所超聲波物位測(cè)量?jī)x表連續(xù)式超聲波物位計(jì)連續(xù)測(cè)量物位定點(diǎn)式超聲波物位計(jì)物位是否達(dá)到預(yù)定高度超聲波物位測(cè)量?jī)x表超聲波傳感器（換能器）核心元件？1.1超聲波和超聲波傳感器超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過程中有衰減。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上不同的電路，制成各種超聲測(cè)量?jī)x器及裝置，并在通迅，醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。1.2超聲波和超聲波傳感器超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。接收器：具有壓電效應(yīng)性質(zhì)的晶體受到壓縮或伸拉時(shí)在其受力面上就會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷發(fā)送器：在晶體兩側(cè)加以一定頻率的高頻電壓，晶體薄片就能準(zhǔn)確而迅速地隨著交變電場(chǎng)頻率而周期性地改變其厚度（壓縮與伸展）。由此形成超聲振動(dòng)，向周圍介質(zhì)傳播。1.3各種超聲波探頭常用頻率范圍：0.5~10MHz，常見晶片直徑：5~30mm保護(hù)膜

外殼用金屬制作，保護(hù)膜用硬度很高的耐磨材料制作，防止壓電晶片磨損。

接插件2.1液介式超聲波液位儀

液介式超聲波液位儀不宜測(cè)量含有氣泡，懸浮物的液位及很大波浪的液面。2.1液介式超聲波液位儀

浮臂式與固定式相比，因擺桿傾斜，所測(cè)聲速是上下層聲速的平均值，更有利于減小因上下溫度不同造成密度不同而產(chǎn)生的測(cè)量誤差。測(cè)量誤差不加校正工具時(shí)為1%，加校正工具后可達(dá)0.1%2.2氣介式超聲波物位計(jì)

2.2氣介式超聲波物位計(jì)

聲速校正多反射板式聲速校正具單反射板式聲速校正具等距排列，回波曲線呈現(xiàn)若干小脈沖，最后出現(xiàn)的大脈沖就是由液面漫反射造成的。工作原理實(shí)質(zhì)是回波測(cè)距原理，又稱脈沖回波法，聲吶法優(yōu)點(diǎn)(P354)1利用氣體導(dǎo)聲，不必和液體接觸，

便于防腐蝕和滲漏2使用維護(hù)方便3測(cè)量對(duì)象廣實(shí)際使用中，情況比較復(fù)雜，目前都采用回波曲線數(shù)字化等方法進(jìn)行回波處理與識(shí)別。影響因素舉例：1泡沫，蒸汽，煙霧的影響2安息角的影響3盲區(qū)范圍內(nèi)無法使用3.1聲阻式超聲液位開關(guān)

工作原理-由于氣體對(duì)壓電陶瓷前面的不銹鋼輻射面振動(dòng)的阻尼小.壓電陶瓷振幅較大，足夠大的正反饋使放大器處于振蕩狀態(tài)。當(dāng)不銹鋼輻射面和液體接觸時(shí).由于液體的阻尼較大，壓電陶瓷Q值降低，反饋量減小，導(dǎo)致振蕩停止，消耗電流增大。根據(jù)換能器消耗電流的大小判斷被測(cè)液位是否上升到輻射面高度。控制器根據(jù)所測(cè)信號(hào)觸發(fā)繼電器動(dòng)作，發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)。3.1聲阻式超聲液位開關(guān)

特點(diǎn)分析1聲阻式超聲液位開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。換能器上有螺紋，使用時(shí)可從容器頂部將換能器安裝在預(yù)定高度即可。2它適用于化工、石油和食品等工業(yè)中的各種液面測(cè)量，也用于檢測(cè)管道中有無液體存在。3聲阻式超聲液位開關(guān)的工作頻率約為40kHz，重復(fù)性可達(dá)1mm。

由于測(cè)量黏滯液體時(shí)，會(huì)有部分液體枯附在換能器上，不隨液面下降而消失，因而容易產(chǎn)生誤動(dòng)作，所以聲阻式超聲液位開關(guān)不適用于黏滯液體。同時(shí)也不適用于測(cè)量溶有氣體的液體。這是因?yàn)闅馀菀赘皆趽Q能器上而形成輻射面上的一層空氣隙，從而減小了液體對(duì)換能器的阻尼，并導(dǎo)致誤動(dòng)作。3.2液介穿透式超聲波液位開關(guān)

工作原理利用超聲換能器在液體中和氣體中發(fā)射系數(shù)的顯著差別來判斷被測(cè)液面是否達(dá)到換能器安裝高度。

當(dāng)間隙內(nèi)充滿液體時(shí).由于固體與液體的聲阻抗接近，超聲波穿透時(shí)界面損耗較小，超聲波能透過液體被接收換能器所接收。這樣從發(fā)射到接收，放大器由于聲反饋而連續(xù)振蕩。當(dāng)間隙內(nèi)是氣體時(shí)，由于固體與氣