超声波液位计的原理及应用方法

目前，超声波液位测量技术已经成熟，相关的测量设备在各个工业板块大量使用且应用非常广泛，但其采用的方法和原理却不尽相同，主要因为现在工业领域的需求不同，比如：开阔环境下的测量和密封环境下的测量和对成本的控制要求等。针对不同的需求应采用适合的超声波液位测量的方法，同时采用相适应的超声波液位计产品。因此，了解相关超声波测量方法的优缺点，掌握超声波的基本原理显得至关重要。
 
在现在工业测量领域，特别是在比较特殊的测量场合，比如：对一些含有酸碱性液体的测量，或者对有毒、有害的液体和危险性比较高的的场合测量时，超声波测量的运用就比较多，主要因为它是非接触的测量，不会与被测的液体直接接触，具有一定安全性，除此之外，超声波方式很灵活，基本有三种方式：空气介质的测量、液体介质的测量、固体介质的测量。适用于各种形式的被测液体，三种方式可以根据测量的场合和要求任意选择。依靠其具有测量方向性好、能量集中、在不同介质面容易反射、没有太多机械部件等特点，智能化的超声波液位计的测量系统还广泛的运用于河流、湖海、污水处理厂等液位的警戒报警。

 
2．1超声波液位测量的基本原理

2．1．1超声波的相关介绍
超声波属于声波，是机械波的一种。声波是震动的声源体在周围弹性介质中引起的波动。生活中人们听到的各种声音，都是由于声源的振动通过空气介质的传播才到达人的耳膜，从而引起耳膜的振动刺激到人的听觉神经，人们才能听到物体发出的声音。人类对声音的感觉有一定的频率范围，通常在20～20000Hz的振动才能引起人的听觉，要是物体的振动频率低于20Hz或者高于20000Hz，入的耳朵就基本听不到了。通常我们把低于20Hz的声波叫做次声波，把高于20000Hz的声波叫做超声波。超声波主要与三个物理量相关，波长九，传播速度C还有就是其频率f，三个物理量对应的关系式为
C=f*λ
能够产生超声波的方法有很多，常用的有压电效应法、磁致伸缩效应法、和电效应法等，通常在工业领域中压电效应法用的zui多。超声波为什么在液位和无损测量领域应用的如此广泛，主要其有如下几个优点：
 1)超声波具有良好的指向性。在现在的工业超声波测量中常用的频率通常是0.5～10MHz，因为其波长短，具有良好的指向性，有利于检测，除此之外，其发射的频率较高的话，波束角就比较小，其传播的方向性也就比较好。
 2)超声波具有的能量高。在振幅相同的条件下，研究表明一个物体振动的能量与其振动频率的平方成正比例关系。主要是因为超声波具有的能量相比较其他声波较高。<