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室外超声波液位计如何降低阳光对测量精度的影响

作者:四川惠科达仪表    来源:www.hkdwe.com     更新时间: 2019-12-06 15:20:45
超声波液位计广泛应用于工业生产中各种容器和敞开式槽池的液位测量,具有适用范围广、使用寿命长、测量精度高、安装维护简便和测量结果稳定可靠等优点。
虽然超声波液位计的优点突出,但其测量精度也极易受到温度、湿度、粉尘和被测介质的化学成分等因素的影响。
为使用户更好地应用超声波液位计,提高其测量的精度,本文就和大家探讨室外超声波液位计应如何降低阳光对测量精度的影响。
根据超声波液位计的工作原理,在介质压力、温度、密度、湿度等条件一定的情况下,超声波在该介质中传播速度是一个常数。只要测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间,则可换算出超声波所通过的路程,从而得到液位信息。即:探头到罐底的距离-探头到液位的距离=实际液位/物位高度。

应用场景

在实际测量中,温度并不是固定不变的,这也就是为什么需要把精度与温度放在一起考虑的原因。在空气中,温度测量误差为1℃,对声速的影响是0.6m/S。在20℃的环境中,1个大气压下声速约为340m/S。由此,可以算出对测量误差的影响约为0.17%,也就是说,如果温度测量误差3℃,物位测量误差就超过大部分厂家0.5%的标称范围。

因此,实际0.5%的精度通常针对的是常温常压下的工况环境。但是,对于偏高和偏低的温度而言,都有可能导致测量精度超过0.5%的情况。除此以外,在有温度梯度,或者温度变化快的场合中,测量误差也会增大。
正是由于温度对声速具有较大的影响,所以工程师在设计超声波换能器的时候,于探头内嵌入温度传感器,以测量环境的温度,并采用温度补偿法来提高系统的测量精度,以满足工业应用的要求。这也是为何要对超声波液位计进行温度补偿的原因。

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尽管如此,当超声波液位计安装于室外,尤其是在阳光照射的场合,依然会出现测量不准、精度下降的情况。

这是因为温度传感器作为探头的一部分被保护材料密闭的封装在探头里,加之这种保护材料导热性较低,易导致探头的温度无法随环境温度而实时变化。
如果超声波液位计被安装在无遮挡、阳光照射的户外,探头的温度在长时间的阳光照射下会持续升高,甚至远高于环境温度。而探头里的温度传感器所探测到的温度实际上是探头的实时温度,并非环境温度。
正是由于探头温度与实际环境温度的较大差异,从而造成了超声波液位计测量不准、精度下降的问题。

了降低阳光照射对安装在室外的超声波液位计的测量精度造成的影响,计为自动化采用了为超声波液位计加装遮阳防护罩的措施。实践证明,通过采用遮阳防护罩的方法,有以下几个方面的好处:

(1)避免因阳光照射引起的温度变化所导致的测量不准、精度下降的问题。

(2)避免长时间照射引起的老化问题,使超声波液位计的探头免受损坏,保证仪表正常工作。

(3)遇到雨水天气,可以使得超声波液位计免受雨水的渗漏,避免仪表受损。

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