圖1 超聲波液位計(jì)檢測(cè)原理

　　根據(jù)超聲波液位計(jì)的工作原理，在介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一定的情況下，超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個(gè)常數(shù)。當(dāng)測(cè)出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時(shí)間，則可換算出超聲波通過(guò)的路程，即得到了液位的數(shù)據(jù)。如圖1所示。
　　用探頭到罐底的距離－探頭到液位的距離=實(shí)際液位或者物位高度。
　　當(dāng)實(shí)際測(cè)量中，溫度并不是固定不變的，這也就是為什么要把精度和溫度放在一起考慮的原因。在空氣中，溫度測(cè)量誤差1℃，對(duì)聲速的影響是0.6m/S，20℃、1個(gè)大氣壓下聲速約為340m/S。因此可以算出，對(duì)測(cè)量誤差的影響是0.17%，也就是說(shuō)，如果溫度測(cè)量誤差3℃，物位測(cè)量誤差就超過(guò)大部分廠家0.5%的標(biāo)稱范圍。因此實(shí)際0.5%的精度針對(duì)的是常溫常壓下的。對(duì)偏高和偏低的溫度，都有可能導(dǎo)致測(cè)量精度超過(guò)0.5%的情況。在有溫度梯度，溫度變化快的場(chǎng)合，測(cè)量誤差也會(huì)因此增大。正是由于溫度對(duì)聲速具有較大的影響，所以在設(shè)計(jì)超聲波換能器的時(shí)候，會(huì)在探頭里嵌入一個(gè)溫度傳感器，以測(cè)量環(huán)境的溫度，并采用溫度補(bǔ)償法來(lái)提高系統(tǒng)測(cè)量的精度，滿足工業(yè)應(yīng)用的要求。這也是為何要對(duì)超聲波液位計(jì)進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)脑颉?br /> 　　盡管如此，當(dāng)超聲波液位計(jì)安裝于室外，尤其是在陽(yáng)光照射的場(chǎng)合，依然會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)、精度下降的情況。這是因?yàn)闇囟葌鞲衅髯鳛樘筋^的一部分被保護(hù)材料密閉的封裝在探頭里，加之這種保護(hù)材料導(dǎo)熱性較低，易致探頭的溫度無(wú)法隨環(huán)境溫度實(shí)時(shí)變化。如果超聲波液位計(jì)被安裝在無(wú)遮擋、陽(yáng)光照射的戶外，其探頭在長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射下，其溫度會(huì)持續(xù)升溫，比環(huán)境的溫度要高很多。而是安裝在探頭里面的溫度傳感器，其探測(cè)到的溫度實(shí)際上是探頭當(dāng)時(shí)的溫度，而并不是環(huán)境的溫度。正是由于探頭溫度與實(shí)際環(huán)境溫度的較大差異，從而造成了超聲波液位計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)、精度下降的問(wèn)題。

圖2 計(jì)為超聲波液位計(jì)

　　為降低陽(yáng)光照射對(duì)安裝在室外的超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度造成的影響，計(jì)為自動(dòng)化采用了為超聲波液位計(jì)加裝遮陽(yáng)防護(hù)罩措施。實(shí)踐證明，通過(guò)采用遮陽(yáng)防護(hù)罩的方法，有以下幾個(gè)方面的好處：
　　（1）避免因陽(yáng)光照射引起的溫度變化所導(dǎo)致的測(cè)量不準(zhǔn)、精度下降的問(wèn)題。
　　（2）避免長(zhǎng)時(shí)間照射引起的老化問(wèn)題，使超聲波液位計(jì)的探頭免受損壞，保證儀表正常工作。
　　（3）遇到雨水天氣，可以使得超聲波液位計(jì)免受雨水的滲漏，避免儀表受損。

（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2018年12月27日發(fā)布）