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超聲波液位計在水位監(jiān)測中的常見方法及應(yīng)用
2020-03-04
在超聲波液位計出現(xiàn)之前，采取手動現(xiàn)場測量來獲取數(shù)據(jù)是人們進行河流水位監(jiān)測的常見方法。該方法簡單可靠，但其不足也顯而易見，譬如多個現(xiàn)場的數(shù)據(jù)需要每天記錄，造成人工成本居高不下，且測量值不夠精確，惡劣天氣情況下也不能停止工作，如果河流深達5米的情況下，手工測量的風(fēng)險較大。而隨著超聲波液位計的出現(xiàn)，手工測量的這些問題都不復(fù)存在，所以，目前超聲波液位計也就成了人們測量水位較受歡迎的液位測量儀表，廣泛應(yīng)用在液位檢測場合。那么，超聲波液位計的測量方法都有哪些？其在水側(cè)檢測中的應(yīng)用如何呢？
1．超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波的基本原理是超聲波探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)超聲波遇到障礙物時，它將被反射。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的超聲波，由單片機記錄超聲波傳輸?shù)臅r間和接收回波的時間。水位可以通過公式S=C×t/2（其中S是測量距離，C是超聲波傳播速度，t是回波時間）進行計算。
2．頻差法
頻差法是讓超聲波探頭發(fā)出調(diào)頻超聲波，超聲波的頻率隨傳播距離而變化，并可根據(jù)接收信號和發(fā)送信號間的頻率差來獲得從發(fā)送到接收的時間。
3．共振法
共振法的基本原理是調(diào)節(jié)超聲波的頻率，以便在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態(tài)。此時，探針和液體表面之間的距離與介質(zhì)中超聲波的波長成比例。當(dāng)已知超聲速度時，可以從共振頻率計算波長，并且可以轉(zhuǎn)換從探針到液體表面的距離。
4．超聲波衰減法
超聲波衰減測量顧名思義，測量介質(zhì)中超聲波的衰減隨距離而變化，液位根據(jù)接收信號與發(fā)射信號之間的衰減變化來測量。
從上述方法的比較可以看出，頻差法要求頻率調(diào)制器產(chǎn)生調(diào)制頻率，衰減方法需要測量超聲波的衰減量，共振法檢測液位受某些特定條件的限制，需要與液體表面建立駐波關(guān)系，屬于接觸測量方法。相比之下，超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波，并且可以實現(xiàn)非接觸檢測。因此，超聲波脈沖回波法是最合適的測量方法。
二、計為Uson系列超聲波液位計在水位監(jiān)測中的應(yīng)用
計為Uson系列超聲波液位計就是采用超聲波脈沖回波法實現(xiàn)液位測量的。超聲波液位計的換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖，當(dāng)遇到被測液位表面時，該聲波被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號，用戶可以基于反射信號幾乎實時地知道水位。
計為Uson系列超聲波液位計采用微處理器程序控制技術(shù)以及智能信號處理技術(shù)，測量高效、精準(zhǔn)。EMC設(shè)計符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標(biāo)準(zhǔn)，整機防護等級高達IP66/IP67，可以防護灰塵吸入，可以短暫浸泡，防爆等級高（Ex d IIC T6 Gb）、PVDF材質(zhì)探頭適宜腐蝕性液體和環(huán)境，確保該液位計能夠在環(huán)境惡劣、強干擾的苛刻嘈雜的室外環(huán)境中應(yīng)用。
此外，計為Uson系列超聲波液位計有5米、10米、15米三種量程可選擇，在遠(yuǎn)距離檢測和水槽液位檢測中，得到很好的應(yīng)用。
當(dāng)然，用戶還可以使用雷達、深度水位傳感器和其他技術(shù)，為他們的應(yīng)用提供最佳解決方案。而使用超聲波液位計，用戶可以獲得所有需要的數(shù)據(jù)，是目前一款頗受歡迎的性價比高，維護成本低，使用范圍廣的液位測量儀表。
地方相關(guān)部門可以根據(jù)超聲波液位計反饋的數(shù)據(jù)快速部署洪水監(jiān)測系統(tǒng)，具有很高的經(jīng)濟效益。儀表可以安裝在橋、河、流和任何需要安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的地方。預(yù)警系統(tǒng)將提醒您，水位正在上升，以便保護人民和社區(qū)免受洪水侵襲。
一、超聲波液位計的測量方法
超聲波液位計使用超聲波原理，發(fā)射和接收所需的時間以及液位或距離的轉(zhuǎn)換是液位監(jiān)測領(lǐng)域中的常用方法。超聲波液位計這種非接觸方法穩(wěn)定可靠，因此被廣泛應(yīng)用于液位測量領(lǐng)域。一般來講，超聲波物位測量的方法超聲脈沖回波法、共振法、頻差法、超聲衰減法等多種。1．超聲波脈沖回波法
超聲波脈沖回波的基本原理是超聲波探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)超聲波遇到障礙物時，它將被反射。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的超聲波，由單片機記錄超聲波傳輸?shù)臅r間和接收回波的時間。水位可以通過公式S=C×t/2（其中S是測量距離，C是超聲波傳播速度，t是回波時間）進行計算。
2．頻差法
頻差法是讓超聲波探頭發(fā)出調(diào)頻超聲波，超聲波的頻率隨傳播距離而變化，并可根據(jù)接收信號和發(fā)送信號間的頻率差來獲得從發(fā)送到接收的時間。
3．共振法
共振法的基本原理是調(diào)節(jié)超聲波的頻率，以便在探頭和液體表面之間建立駐波共振狀態(tài)。此時，探針和液體表面之間的距離與介質(zhì)中超聲波的波長成比例。當(dāng)已知超聲速度時，可以從共振頻率計算波長，并且可以轉(zhuǎn)換從探針到液體表面的距離。
4．超聲波衰減法
超聲波衰減測量顧名思義，測量介質(zhì)中超聲波的衰減隨距離而變化，液位根據(jù)接收信號與發(fā)射信號之間的衰減變化來測量。
從上述方法的比較可以看出，頻差法要求頻率調(diào)制器產(chǎn)生調(diào)制頻率，衰減方法需要測量超聲波的衰減量，共振法檢測液位受某些特定條件的限制，需要與液體表面建立駐波關(guān)系，屬于接觸測量方法。相比之下，超聲脈沖回波法不需要與液面建立駐波，并且可以實現(xiàn)非接觸檢測。因此，超聲波脈沖回波法是最合適的測量方法。
二、計為Uson系列超聲波液位計在水位監(jiān)測中的應(yīng)用
計為Uson系列超聲波液位計就是采用超聲波脈沖回波法實現(xiàn)液位測量的。超聲波液位計的換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖，當(dāng)遇到被測液位表面時，該聲波被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號，用戶可以基于反射信號幾乎實時地知道水位。
計為Uson系列超聲波液位計采用微處理器程序控制技術(shù)以及智能信號處理技術(shù)，測量高效、精準(zhǔn)。EMC設(shè)計符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標(biāo)準(zhǔn)，整機防護等級高達IP66/IP67，可以防護灰塵吸入，可以短暫浸泡，防爆等級高（Ex d IIC T6 Gb）、PVDF材質(zhì)探頭適宜腐蝕性液體和環(huán)境，確保該液位計能夠在環(huán)境惡劣、強干擾的苛刻嘈雜的室外環(huán)境中應(yīng)用。
此外，計為Uson系列超聲波液位計有5米、10米、15米三種量程可選擇，在遠(yuǎn)距離檢測和水槽液位檢測中，得到很好的應(yīng)用。
當(dāng)然，用戶還可以使用雷達、深度水位傳感器和其他技術(shù)，為他們的應(yīng)用提供最佳解決方案。而使用超聲波液位計，用戶可以獲得所有需要的數(shù)據(jù)，是目前一款頗受歡迎的性價比高，維護成本低，使用范圍廣的液位測量儀表。
地方相關(guān)部門可以根據(jù)超聲波液位計反饋的數(shù)據(jù)快速部署洪水監(jiān)測系統(tǒng)，具有很高的經(jīng)濟效益。儀表可以安裝在橋、河、流和任何需要安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的地方。預(yù)警系統(tǒng)將提醒您，水位正在上升，以便保護人民和社區(qū)免受洪水侵襲。
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