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    從研發認識計為

    室外超聲波液位計如何降低陽光對測量精度的影響

    2018-12-27

      超聲波液位計在工業生產各種容器和敞開式槽池中的非接觸連續性液位測量中有著廣泛應用,這是與其所具有的適用范圍廣、使用壽命長、測量精度高、安裝維護方面和穩定可靠等特點分不開的。超聲波液位計的優點非常突出,但其測量精度也極易受到溫度、濕度、粉塵和被測介質化學成分等因素影響。為更好地應用超聲波液位計,提高測量的精度,本文就和大家探討下室外超聲波液位計應如何降低陽光對測量精度的影響。

    室外超聲波液位計如何降低陽光對測量精度的影響

    圖1 超聲波液位計檢測原理

      根據超聲波液位計的工作原理,在介質壓力、溫度、密度、濕度等條件一定的情況下,超聲波在該介質中傳播速度是一個常數。當測出超聲波由發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,即得到了液位的數據。如圖1所示。
      用探頭到罐底的距離-探頭到液位的距離=實際液位或者物位高度。
      當實際測量中,溫度并不是固定不變的,這也就是為什么要把精度和溫度放在一起考慮的原因。在空氣中,溫度測量誤差1℃,對聲速的影響是0.6m/S,20℃、1個大氣壓下聲速約為340m/S。因此可以算出,對測量誤差的影響是0.17%,也就是說,如果溫度測量誤差3℃,物位測量誤差就超過大部分廠家0.5%的標稱范圍。因此實際0.5%的精度針對的是常溫常壓下的。對偏高和偏低的溫度,都有可能導致測量精度超過0.5%的情況。在有溫度梯度,溫度變化快的場合,測量誤差也會因此增大。正是由于溫度對聲速具有較大的影響,所以在設計超聲波換能器的時候,會在探頭里嵌入一個溫度傳感器,以測量環境的溫度,并采用溫度補償法來提高系統測量的精度,滿足工業應用的要求。這也是為何要對超聲波液位計進行溫度補償的原因。
      盡管如此,當超聲波液位計安裝于室外,尤其是在陽光照射的場合,依然會出現測量不準、精度下降的情況。這是因為溫度傳感器作為探頭的一部分被保護材料密閉的封裝在探頭里,加之這種保護材料導熱性較低,易致探頭的溫度無法隨環境溫度實時變化。如果超聲波液位計被安裝在無遮擋、陽光照射的戶外,其探頭在長時間的陽光照射下,其溫度會持續升溫,比環境的溫度要高很多。而是安裝在探頭里面的溫度傳感器,其探測到的溫度實際上是探頭當時的溫度,而并不是環境的溫度。正是由于探頭溫度與實際環境溫度的較大差異,從而造成了超聲波液位計測量不準、精度下降的問題。

    計為超聲波液位計

    圖2 計為超聲波液位計

      為降低陽光照射對安裝在室外的超聲波液位計的測量精度造成的影響,計為自動化采用了為超聲波液位計加裝遮陽防護罩措施。實踐證明,通過采用遮陽防護罩的方法,有以下幾個方面的好處:
     ?。?)避免因陽光照射引起的溫度變化所導致的測量不準、精度下降的問題。
     ?。?)避免長時間照射引起的老化問題,使超聲波液位計的探頭免受損壞,保證儀表正常工作。
     ?。?)遇到雨水天氣,可以使得超聲波液位計免受雨水的滲漏,避免儀表受損。


    (深圳計為自動化技術有限公司研發中心2018年12月27日發布)


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