超聲波測試液面怎麼做

① 超聲波感測器測量液位如何實現

超聲波感測器的液位測試方法
超聲波測量液位的基本原理是：由超聲探頭發出的超聲脈沖信號，在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面後被反射，接收到回波信號後計算其超聲波往返的傳播時間，即可換算出距離或液位高度。超聲波測量方法有很多其它方法不可比擬的優點：(1)無任何機械傳動部件，也不接觸被測液體，屬於非接觸式測量，不怕電磁干擾，不怕酸鹼等強腐蝕性液體等，因此性能穩定、可靠性高、壽命長;(2)其響應時間短可以方便的實現無滯後的實時測量。
系統採用的超聲波感測器的工作頻率為40kHz左右。由發射感測器發出超聲波脈沖，傳到液面經反射後返回接收感測器，測出超聲波脈沖從發射到接收到所需的時間，根據媒質中的聲速，就能得到從感測器到液面之間的距離，從而確定液面。考慮到環境溫度對超聲波傳播速度的影響，通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正，以提高測量精度。計算公式為：
V=331.5+0.607T (1)
式中：V為超聲波在空氣中傳播速度;T為環境溫度。
S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)
式中：S為被測距離;t為發射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發射時刻。
對於液位的測量有哪些比較好的測試方法呢？下面工釆網小編推薦幾款適用於液位監測的超聲波感測器：美國SENIX 超聲波液位感測器 - ToughSonic-30。

② 超聲波液位計原理

1． 超聲波液位計的原理
超聲波液位計是基於回波測距的原理工作的。應用回波測距法測量液位的原理，由超聲波探頭向液體和氣體的分界面發射超聲脈沖，經過時間t後，便可按收到從液面反射回來的回波脈沖。若超聲波在液體中的傳播速度為v，則自超聲波探頭至液面的距離H可計算如下：h=1/2vt

超聲波在一定液體中的傳播速度v通常是已知的，因此只要測出超聲波在探頭與液面之間往返一次所需的時t，即可確定液位H。超聲波探頭通常是基於壓電效應的原理工作的。由於壓電效應具有可逆性，實際應用的探頭往往既作為超聲波發射器又可作為超聲波接收器。超聲波探頭可以在發射兩個相鄰超聲脈沖的時間間隔內，接收從液面反射回來的回波脈沖。採用回波測距原理測量物位的關鍵在於聲速的准確性。超聲波在介質中的傳播速度與介質的密度有關，而密度又是溫度和壓力的函數，因此，當溫度發生變化時，聲速也要發生變化，而且影響較大。因此為了保證超聲波液位計的測量精度，應進行溫度補償。超聲波液位計測量時與介質不接觸，無可動部件，傳播速度比較穩定，對光線、介質黏度、濕度、介電常數、電導率、熱導率不敏感，因此可以測量有毒、腐蝕性或高黏度等特殊場合的液位。超聲波液位計既可以連續測量和定點測量液位，也可以方便地提供遙測或遙控信號，還能夠測量高速運動或有傾斜晃動的液體液位，但結構復雜，價格昂貴。
超聲波液位計安裝於容器上部，在電子單元的控制下，探頭向被測物體發射一束超聲波脈沖，聲波被物體表面反射，部分反射回波由探頭接收並轉換為電信號。從超聲波發射到被重新被接收，其時間與探頭至被測物體的距離成正比。電子單元檢測該時間，並根據已知的聲速計算出被測距離。用探頭到罐底的距離一探頭到液位的距離=實際液位或者物位高度，把液位高度轉換成4～20 mA電流信號、1～5 V電壓信號輸出；或者通過485通信，Han通信， 通信傳輸到控制中心。由於溫度對聲速具有較大的影響，所以儀表應測量環境溫度，以修正聲速。
超聲波液位計在系統運用中，由超聲液位計測量液位的高度並轉換成標准信號送到控制中心，控制中心檢測到儀表送來的液位信息，並根據液位的高度和實際需要來對加料或者減料進行控制。

③ 超聲波是如何測量液位

當超聲波在低密度介質傳播時遇到高密度的介質時，不能穿透高密度介質，在兩種介質的界面上會產生反射，超聲波液位計就是利用這個特點製成。超聲波液位計的探頭是一個既可發射超聲波，又可接收超聲波。當超聲波液位計的探頭向液面發射超聲波後，經液面反射被接收，其中有個時間差，即超聲波向液面發射及從液面反射所需要的時間，超聲波液位計就記錄這個時間差，並將這個時間差除於2就是從超聲波液位計探頭到液面的超聲波單程時間，將超聲波的傳播速度乘以其單程時間就是超聲波探頭到被測液面的距離。再根據超聲波液位計設定的測量量程，即可計算出液位的高度。
一個水池的深度為6m，設計滿池的水位是5m，超聲波液位計安裝在水池的頂部，液位計與滿池水位有1m的空間距離。超聲波在空氣傳播深度以340m/s計。超聲波探頭從發射超聲波到接收超聲波的時間為8ms，那麼超聲波的單程時間4ms。超聲波液位計探頭到水面的距離l是：l=t×v＝0.004×340＝1.36m，超聲波液位計計算，減去1m的空間距離，再由設定的量程5m減去餘下的距離，即5-0.36＝4.64m，這就是實際測得的液位高度。

④ 超聲波怎麼測量水管內部的流體液面高度

超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種

非接觸式儀表，適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。

眾所周知，目前的工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量，故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中，用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。

另外，超聲測量儀表的流量測量准確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響，又可製成非接觸及攜帶型測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外，鑒於非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展，現已製成不同聲道的標准型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質，不同場合和不同管道條件的流量測量。

超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為，一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m／s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數量級．若要求測量流速的准確度為1％，則對聲速的測量准確度需為10-5～10-6數量級，因此必須有完善的測量線路才能實現，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。

超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。

超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器接收，並經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。

超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超聲波經聲楔後能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。

超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。

根據對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型，如圖所示。其中以雜訊法原理及結構最簡單，便於測量和攜帶，價格便宜但准確度較低，適於在流量測量准確度要求不高的場合使用。由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，准確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普

勒頻移來確定流體流量的，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量准確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量准確度高，適用范圍廣。但相關器價格貴，線路比較復雜。在微處理機普及應用後，這個缺點可以克服。雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理，通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但准確度低。

以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流速分布情況、管路安裝地點以及對測量准確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定，故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時，也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流，可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展，都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。

⑤ 解釋超聲波液位計測量原理

超聲波液位計的工作原理是由換能器（探頭）發出高頻超聲波脈沖遇到被測介質表面被反射回來，部分反射回波被同一換能器接收，轉換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發射到接收到超聲波脈沖所需時間間隔與換能器到被測介質表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關系可以用公式表示：S=CxT/2。
由於發射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區域內的反射波與發射波重迭，無法識別，不能測量其距離值。這個區域稱為測量盲區。盲區的大小與超聲波物位計的型號有關。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。
測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。
超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，我們設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。

超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907ms。
在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：

式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5mm。

⑥ 超聲波液位計怎麼用

你好，樓主。超聲波液位計作為用來測量液位或物位的感測設備，建議看下產品的說明書，裡面有詳細的使用說明和操作設置，一般是一體式或者分體式兩種，具有顯示功能。
另外，如果設備具有RS485輸出介面的話，也可以將現場液位數據上傳到「知物雲」平台，在電腦或者手機APP端進行數據查看，水位危險告警等。
如果還不清楚使用方式，建議聯系下設備的生產廠商，他們會有人員進行售後技術支持，詳細解答。
謝謝，望採納- -

⑦ 超聲波液位計的工作原理是什麼

超聲波液位計是由微處理器控制的數字液位儀表。在測量中超聲波脈沖由感測器（換能器）發出，聲波經液體表面反射後被同一感測器接收或超聲波接收器，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉換成電信號，並由聲波的發射和接收之間的時間來計算感測器到被測液體表面的距離。 由於採用非接觸的測量，被測介質幾乎不受限制，可廣泛用於各種液體和固體物料高度的測量。超聲波液位計可採用二線制、三線制或四線制技術，二線制為：供電與信號輸出共用；三線制為：供電迴路和信號輸出迴路獨立，當採用直流24v供電時，可使用一根3芯電纜線，供電負端和信號輸出負端共用一根芯線；四線制為：當採用交流220v供電時，或者當採用直流24v供電，要求供電迴路與信號輸出迴路完全隔離時，應使用一根4芯電纜線。直流或交流供電，具有4~20mADC，高低位開關量輸出。量程范圍：0-50米，多種形式可選，適合各種腐蝕性、化工類場合，精度高，遠傳信號輸出，PLC系統監控。工作原理：

超聲波液位計工作原理如圖所示,超聲波液位計一般採用收發合一的陶瓷超聲波換能器,聲波的發射和接收都由同一個探頭完成。探頭向被測液面發射超聲波信號,超聲波由探頭經傳播介質傳播至被測液面,在液面上形成反射,反射波沿原路徑傳播至探頭,被探頭接收。

⑧ 畢業設計急吶，超聲波感測器測液位。100分求助

你老師給你出的題還真不簡單，你選的超聲波感測器不是40HZ而是40KHZ。R為接收，T為發射。首先你要把超聲波感測器的距離信號處理成串列信號。然後在交給單片機進行處理。超聲波感測器做的時候要注意溫度補償和濾波。濾波的主要作用是對抗水面產生的波紋。我有一套超聲波感測器的資料測量距離是5M左右的可惜沒有電子版的。你可以在網上找一下，應該有類似的資料，就搜超聲波實驗板就可以了，找帶串列輸出的，單片機和顯示自己做應該不難。

⑨ 超聲波測高壓容器液位

你是想做成外貼式的嗎？如果是，那根據我的經驗，頻率500KHz，發射電壓200Vpp左右，3~8個周期，接收就要根據實際情況。

⑩ 用超聲波測距的方法檢測液面，應該採用什麼措施防止超聲波探頭被灰塵、污泥等東西堵住最好是免人工維護

可以加個儀表風管、電磁閥、時間繼電器。定時吹掃探頭
但是定時只能防止灰塵，不能防止污泥，特別是熱的能揮發的漿狀物料