超声波液位计,一款由微处理器掌控的非接触式液位测量神器。
其工作原理独特而精妙,超声波由探头(包含传感器和换能器)发出,经物体表面反射后被同一探头接收并转换成电信号。通过声波从发射到接收的传输时间,就能计算出探头到被测液面的距离。距离值 S 与声速 C 和传输时间 T 的关系由公式 S = C×T/2 清晰呈现。
在大气压下的常温环境中,超声波在空气中传播速度约为 340m/s。然而,实际情况并非如此简单,当空气温度每升高 1℃,声速变化约 0.6m/s。若将声速固定计算,液位测量误差会极大。为满足工业应用对精度的严苛要求,温度补偿法成为声速校正的关键。
这一方法基于温度与声速的近似关系,如 C = 331.45 + 0.607×T(℃) 或 C = 20.607×T^(1/2),计算出实际声速实现补偿。具体操作是在探头内加装温度传感器,测量环境温度变化。工作时,将环境温度值转换为数字信号传至单片机,由单片机算出该温度下的实际声速。
正是由于这一温度补偿方法,超声波液位计的测量精度大幅提升,得以在广泛领域大显身手。无论是河流、湖泊、水渠的水位测量,还是池槽、槽罐、槽渠中污水、油料、浆液的测量,它都能精准应对,不受介质密度、介电常数、导电性等因素影响。
超声波液位测量技术正以其卓越性能,在更多关键领域发挥不可或缺的作用。