超聲波液位計(jì)研發(fā)的探討  八

4) 易引起空化作用 。

1-3-2 超聲波液位計(jì)測(cè)距方法及原理

目前，采用超聲波測(cè)量液位的方法有很多，例如聲波阻斷法、脈沖回波法、共振法、頻差法等連續(xù)液位測(cè)量方法。下面對(duì)這幾種液位測(cè)量方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

聲波阻斷法是利用超聲波在氣體、液體和固體中被吸收而衰減的情況不同，來探測(cè)在超聲波探頭前方是否有液體或固體物料存在。當(dāng)液位達(dá)到預(yù)定高度位置時(shí)，超聲波被阻斷，即可發(fā)出報(bào)警信號(hào)或進(jìn)行限位控制。

共振法由于實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度太大，很少使用；而頻差法雖然易于通過改變激勵(lì)脈沖的相位來實(shí)現(xiàn)，電路也相對(duì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，然而在超聲波傳播過程中易受到介質(zhì)中雜散顆粒和氣流擾動(dòng)的影響，精度不易保證。

脈沖回波法（時(shí)差法）是利用聲波而在不同密度的介質(zhì)分界面處會(huì)產(chǎn)生反射,從而根據(jù)聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔來計(jì)算液位。所以基于聲波傳播時(shí)差的脈沖回波法是目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的連續(xù)液位測(cè)量方法之一。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)超聲波探頭的安裝位置不同，此方法又可分為液介式、氣介式、固介式三種。限于篇幅，這里不作詳細(xì)介紹。

所以本課題采用氣介式單探頭（收發(fā)一體探頭）脈沖回波法工作方式。

液位計(jì)測(cè)量的關(guān)鍵，是準(zhǔn)確測(cè)出從探頭發(fā)出脈沖到接收到回波兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)間隔間t，則被測(cè)液位高度h 可以由聲速c 和t計(jì)算出來。

超聲液位測(cè)量系統(tǒng)一般由三個(gè)基本部分組成：傳感器（即超聲波換能器），信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)，信號(hào)接收系統(tǒng)。由單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)功率放大后激勵(lì)超聲波換能器產(chǎn)生高頻的超聲波，超聲波經(jīng)媒介傳到液面，部分超聲能量被反射回接收換能器。發(fā)射信號(hào)和回波信號(hào)一同進(jìn)入信號(hào)接收系統(tǒng)中進(jìn)行濾波、放大、調(diào)理、整形等處理。

超聲波液位計(jì)