超聲波液位計是根據超聲波的發射和接收來實現的,超聲波在空氣中傳輸的速度是一定的,超聲波發射出去,然后接收液面或物面反射回來的波,從發射開始計時,到接收到回波結束,超聲波在空氣中傳輸的時間就定了。因為是一個來回,那實際距離就是距離的一半,池子的深度或罐體的高度是一定的,那實際液位就是池子的深度減去超聲波液位計測量的距離,就是液位或物位的高度了。由此,就實現了超聲波測量液位或者物位了。
隨著超聲波液位計在現代工業上使用越來越普遍,運用到超聲波液位計的場合也越來越多,但是有兩種情況是不太適合使用超聲波液位傳感器,其中包括:
1、在攪拌情況下,超聲波液位計測量液位會產生誤信號回波,因為液位在攪拌過程中,液位會不停變化,從而使探頭讀取的數據相差較大,導致測量結果不符合客戶要求。
2、超聲波液位計用來測量較高濃度的酸性液體和堿性液體,會產生超聲波液位計讀不到回波信號的問題,其實超聲波液位并沒有什么問題,而是濃度較高的酸性液體和堿性液體會產生氣體濃霧吸收了超聲波,所以在現場讀不到回波,導致超聲波液位計檢測失靈。
超聲波的回波強度主要受以下兩個因素影響,分別是:傳播介質越穩定越有利于傳播以及被測介質表面越平整,聲阻抗越大(越硬)越有利于反射回波,其中:
1、傳播介質越穩定越有利于傳播:超聲波是機械波。機械波在傳播過程中會受到傳播介質穩定程度的影響。例如:有一池塘水,當風平浪靜時,往池塘中扔一石子就可看到水波紋,當大風使池塘水起波浪時,往池塘中扔很大的石頭都難看到水波紋。引起空氣波動因素很多,如:粉塵,氣浪,蒸汽,料流等都會引起空氣波動,降低回波質量,影響測量效果。當粉塵,氣浪等現象嚴重時,建議用低頻超聲波物位計來測量。
2、被測介質表面越平整,聲阻抗越大(越硬)越有利于反射回波。
在固體測量時,被測表面都是不平的,有一定的安息角。在這種條件下的反射波是漫反射波。由于反射與波長有關,當反射面的線度可與波長相比時或更大時,才能發生反射。顯然,工作頻率越高,其波長越小,對于較小的物料,更易于發生漫反射。例如,頻率為10KHz的機械波在空氣中的波長是34mm,大多數情況下,物料的線度都不會有這么大。此外,低頻工作時,發射波的開角大,回波就會很寬。這時測得的數據也就不準了,有時會差幾百毫米甚至1米或更多。因此,測量顆粒較小的固體料位,建議使用高頻超聲波物位計。