基于超声波传感器设计原理的液位测试方法

发布时间:2018年01月05日 15:01    作者:知夏微凉
关键词: 超声波传感器 , 传感器

超声波传感器是一种常用的一种完全不与被接触介质接触的检测传感器,是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的。由于超声波传感器完全不与接触介质接触这一特性在实验室应用中非常有意义:既保证了传感器不被腐蚀,也保证了被测介质不会出现交叉污染。另外,超声波传感器还对周围环境的湿度和灰尘非常不敏感,从而也保证了它们能够长期、稳定地准确工作。那么超声波传感器对于液位的测试方法又有哪些呢?


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超声波液位传感器是一种常用的测量仪器,被广泛的应用于多个行业当中。超声波传感器是一种利用超声波的特性研制而成的传感器,具有测量精准、检测范围广、使用灵活、维护简便等优点。

超声波传感器的液位测试方法

超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。

系统采用的超声波传感器的工作频率为40kHz左右。由发射传感器发出超声波脉冲,传到液面经反射后返回接收传感器,测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间,根据媒质中的声速,就能得到从传感器到液面之间的距离,从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响,通过温度补偿的方法对传播速度予以校正,以提高测量精度。计算公式为:


V=331.5+0.607T (1)


式中:V为超声波在空气中传播速度;T为环境温度。


S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)


式中:S为被测距离;t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差;t1为超声回波接收时刻;t0为超声脉冲发射时刻。


对于液位的测量有哪些比较好的测试方法呢?下面工釆网小编推荐几款适用于液位监测的超声波传感器。

美国SENIX 超声波液位传感器 - ToughSonic-30


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ToughSonic 30  超声波传感器的最大距离为30英尺(9.1米)。像所有的ToughSonic传感器一样,它坚固耐用,在恶劣的工业环境中易于使用。它完全浸没,耐腐蚀,抗冲击,全面坚韧。它也可以用SenixVIEW软件完全配置,1.5英寸(38.1毫米)的外壳每端有1.5英寸的NPT螺纹,并有一个平滑的中间部分用于各种安装选项。该传感器具有一条9芯电缆,允许多达六个同时的串行,模拟和/或开关输出。这些主力传感器在世界各地在远程监控和苛刻的工厂环境中使用。

MaxBotix 液位超声波传感器 - MB7389


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hrxl-maxsonar-wr传感器线提供高精度高分辨率超声接近在空气中探测和测距。该传感器线的特点是1毫米分辨率、目标尺寸和操作电压补偿。为了提高精确度,更好地拒绝外部噪声源,内部速度的温度补偿以及可选的外部温度补偿。hrxl-maxsonar-wr/wrc模型是可用的在5米或10米的模型中。这个超声传感器可以探测到从1毫米到30厘米的物体的物体。最大的范围。超过30厘米的物体通常被报告为30厘米。接口输出格式是脉冲在RS232(MB7360系列)TTL(MB7380系列)中,宽度、模拟电压和数字串行。精度范围-查找,低电压操作,节省空间,低成本,和IP67的天气预报阻力。对于需要使用的应用程序,hrxl-maxsonar-wr传感器是一种具有成本效益的解决方案。同时也是工厂校准的标准。


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