超聲波液位計液態介質測量高精度的探討 十

2．1．2超聲波測量方法

(1)脈沖回波連續測量液位的方法

發射探頭發射出超聲脈沖，在被測介質中傳播至液面，經液面反射后，超聲脈沖被接收探頭所接收，測量超聲脈沖從發射至接收所經時間，從而根據聲波從發射到接收至液面回波的時間間隔來計算液位。根據超聲波探頭的安裝位置不同，此方法又分為液介式、氣介式、固介式三種。

·液介式：

超聲波探頭至于容器的底部，超聲波以被測液體為傳播介質，在液面發生發射，常見方式有三種：

·氣介式：

超聲波探頭置于容器的頂部，超聲波在液面上方的氣體介質中傳播，由被測液體表面反射。

·固介式：

固介式是把一根作為傳聲介質的固體棒插入液體中，上端高出液面，探頭安裝在固體棒的上端，探頭可以收到自液面與固體棒相交處反射的回波。

(2)共振法測最液位的方法：

共振法測量液位的基本原理是通過調節超聲波的頻率，使得探頭和液面之間建立共振狀態，根據共振頻率和介質聲速來計算出探頭至液面的距離。如果不知道聲速，也可利用某一固定距離時的共振，通過兩者的比較，亦可計算出探頭至液面的距離。

(3)頻差法測量液位的方法：

頻差法是讓探頭發出調頻的長脈沖超聲波，即超聲波的頻率在脈沖寬度的時間范圍內隨時間成線性關系變化，從一個起始值逐漸變化到一個最終值，每隔一個周期重復一次。當超聲波從探頭發出，傳播至液面再反射回探頭時，發射頻率已經變化到另一數值，接收信號的頻率起始值與這時發射信號的頻率之差就比于從發射到接收所經過的時間。因而這個頻差與探頭至液面的距離成正比，從而計算出液位高度。

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