超声波液位计液态介质测量高精度的探讨 十

2．1．2超声波测量方法

(1)脉冲回波连续测量液位的方法

发射探头发射出超声脉冲，在被测介质中传播至液面，经液面反射后，超声脉冲被接收探头所接收，测量超声脉冲从发射至接收所经时间，从而根据声波从发射到接收至液面回波的时间间隔来计算液位。根据超声波探头的安装位置不同，此方法又分为液介式、气介式、固介式三种。

·液介式：

超声波探头至于容器的底部，超声波以被测液体为传播介质，在液面发生发射，常见方式有三种：

·气介式：

超声波探头置于容器的顶部，超声波在液面上方的气体介质中传播，由被测液体表面反射。

·固介式：

固介式是把一根作为传声介质的固体棒插入液体中，上端高出液面，探头安装在固体棒的上端，探头可以收到自液面与固体棒相交处反射的回波。

(2)共振法测最液位的方法：

共振法测量液位的基本原理是通过调节超声波的频率，使得探头和液面之间建立共振状态，根据共振频率和介质声速来计算出探头至液面的距离。如果不知道声速，也可利用某一固定距离时的共振，通过两者的比较，亦可计算出探头至液面的距离。

(3)频差法测量液位的方法：

频差法是让探头发出调频的长脉冲超声波，即超声波的频率在脉冲宽度的时间范围内随时间成线性关系变化，从一个起始值逐渐变化到一个最终值，每隔一个周期重复一次。当超声波从探头发出，传播至液面再反射回探头时，发射频率已经变化到另一数值，接收信号的频率起始值与这时发射信号的频率之差就比于从发射到接收所经过的时间。因而这个频差与探头至液面的距离成正比，从而计算出液位高度。

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