超声波液位计液态介质测量高精度的探讨 八

2脉冲回波式超声波液位计的设计方案

2．1概述

超声波液位计是非接触式测量中发展最快的一种。该技术基于超声波在空气中的传播速度及遇到被测物体表面能产生反射的原理。可实现非接触测量、测量范围宽、并且测量不受介质密度、介电常数、导电性等的影响，因此它的适用范围非常广泛，包括水渠、油罐、粘稠、腐蚀性及有毒液体等的液位测量中。

自动测量和自动控制技术的发展特别是微机技术的发展，促进了超声测量技术的研究和应用。80年代中后期，单片机技术的应用使超声波液位计向高性能、智能化方向发展。由于使用了单片机作中央处理单元，系统不仅可以进行复杂的数学运算和数据处理，进一步提高了超声波测量计的测量精度，而且还能设计出友好的人机界面，使系统具有参数设置、自动榆排错功能以及其他一些辅助功能，大大方便了用户的操作和使用。单片机在超声波液位计中的应用，使超声波液位计开始真J下进入工业测量领域。

虽然超声波技术应用于液位测量在国际上已有较长时间，而在我国从20世纪90年代才丌始将超声波测距技术应用到河流、湖泊、水渠等水位测量中，以及油、浆等液位测量中。超声波液位测量技术已在越来越多的领域中发挥其重要作用。

但是超声波液位计受到声速随温度和储存物质的化学成份以及罐中蒸汽运动的影响，其测量精度低，需定期维修和重复标定[3-4]。基于国内与国外相比，在测量精度上还有一些差距。目前国外超声波测量液位的精度可以达到lmm或1％，最小盲区可达5—10cm：而国内超声波液位测量精度目前只能达到2mm或1．5％，盲区最小为30cm。影响精度的因素除了超声波传感器本身的制作工艺差外，还与发射和接收电路的性能以及误差的修正方法有关。随着人们对引起测量误差因素的认识以及解决方法的提出，测量精度正在逐步提高。

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