超声波液位计液态介质测量高精度的探讨 十一

超声波是一种机械波，即机械振动，在弹性介质中传播，其振动频率在20KHz以上，超出人耳的听觉上限，人们把这种听不见的声波叫超声波。如果波源所激起的纵波的频率在20Hz到20KHz之间，就能引起入的听觉。在这一频率范围内的振动称为声振动，声振动所激起的纵波称为声波。而频率低于20Hz的机械波叫做次声波。

超声波用于液位检测时，主要利用了它的以下性质；

和其他声波一样，超声波可以在气体、液体及固体中传播，并有各自的传播速度。例如，在常温下空气中的声速约为334m／s，在水中的声速约为1440m／s，而在钢铁中约为5000m／s。声速不仅与介质有关，还与介质所处的状态(如温度)有关。

超声波在空气中传播是由于气体具有反抗压缩和扩张的弹性模量，所以空气分子受到振子振动面交替的压缩与扩张时，气体分子具有恢复力，即气体反抗压缩变化力的作用而实现弹性波的传播。因此，超声波在大气中的传播速度受温度、湿度等因素的影响。

超声波在空气中的传播速度主要与空气的压力和温度有关，正常条件下由于大气压力变化很小，因此，其传播速度主要考虑温度的影响，但是，在沥青罐中，温度变化很大，超声波的声速与环境温度、湿度有关。在一些测量精度要求较低的情况下，声速可以直接取不变值，

(T为绝对温度)来对速度进行温度补偿。但有些测距系统上只考虑温度对声速的影响是不够的，它们或者需要高精度的距离信息以达到准确定位，或者是周围高温、高湿环境。据实验测得同一温度，0～0．5％RH的湿度下，声速最多会相差60m／s，因此，在温度、湿度变化大、精度要求高的作业环境下，应同时考虑两个因素对声速的影响。

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