设为主页 加入收藏 联系我们

公司公告

更多公告>>
公司动态
当前位置:首页 > 公司动态 > 超声波液位计的声速校正
超声波液位计的声速校正
点击次数:1812 发布时间:2014-06-06

要想通过测量超声波传播时间确定液位,声波传播速度。必须恒定.实际上,声波传播速度在不同介质中都不一样,如在0℃时,空气中声波传播速度约为331 m/s,在水蒸气中为404m/s,而在氢气中将为1269m/s。即使在同一介质中,温度不同也有不同的传播速度,例如前边讲到0℃时空气中的声速为331 m/s,而当温度为100℃时速度增加到387m/s。因此为了能准确使用电磁流量计测量液位,必须对温度进行修正。在这里一般不能采用简单的温度补偿,因为对于测量液位来讲,温度是一个范围很大的分布参数,不能用某个点的温度对实际上随机的温度场进行校正。
  下边介绍两种经常采用的校正方法.
  1.用校正具校正声速
  校正具是在传声介质中,相隔一个固定距离Lo处安装一个探头一反射板系统,用以测出实际声速。对液介式超声波液位计校正具应安装在液体介质zui低处,以防止液面变化时露出液面。对于气介式液位计,校正具应放在容器顶端的容器中。
  为了解决由于密度、成分、温度分布不均匀产生的一些误差问题,对液介式目前常采用浮臂式校正具。校正具一端固定在液面zui低处的可动转轴上,另一端与浮在液面上的浮子相。在液面高度变化时,在浮子的带动下,校正具将围绕下边的固定轴转动。应用了上述装置,就使得校正段随液面的变化也在变化,使校正段基本包括了液面不同高度上的温度梯度及密度梯度,通过这种方法求出的声速。就非常接近于测量段的实际声速,可以得到较高的校正精度。应当指出,这种的校正具虽有它的优点,但其缺点是安装不方便,另外也要求容器直径(或长度)要大于液面的可能高度。
  2.用固定标记校正声速
  这种校正方法是在声波传播介质中,靠近探头的侧面的上方,每隔一定距离(如lm)放一个小反射板。这样布置了反射板以后,在探头接收到的回波信号中就包含有从小反射板反射回来的回波。如果相距每1m安一个反射板,则每个回波就代表了1m距离,例如液面高度为3750mm,则在输出波形中将有三个完整的标记回波即表示3m距离,zui后一个回波是液面波,它不足于1m (750mm)。显然整数部分(3m)是用固定距离标定的,只有长度标定误差(实际可以很小),余下的不足1m的长度仍应按测时换算求出。假如这不到1m的距离不加修正可以满足测量精度要求,就可以不再采取其他措施了。在有些情况下,精度要求较高时,这1m距离测量产生的误差已不允许,则可考虑对余数部分再采用校正方法校正,这样可以得到比较满意的精度。
  从声速校正角度来看,采用液介式液面计似乎更好一些。因为气介式做到准确的声速校正是很困难的,影响气体中声速因素很多,如气体成分影响,在液面上部的水蒸气一般较多,对千其他液体也同样存在挥发的蒸汽,其余量随压力、温度变化,而且愈接近液面变化愈显著,校正具离开液面较远时,校正误差会很大。其次是温度,在靠近液面处与远离液面上方气体的温度可以相差很大,这样将形成明显的声速梯度。总之,成分、温度、压力对声速都有影响,而且这些因素又往往互相牵连,这样对校正又增加了很多困难。
  对于液体主要是温度影响,一般温度梯度要较在气体中小些,在通常情况下,不加校正精度也可达百分之一左右,如采用前边介绍的一些校正方法,精度可优于千分之一。
  综上所述,一般在被测液体挥发性不强,气体、温度较均匀、压力变化不太大时可以采用气介式,除此之外,一般多认为液介式优越。
  还应指出,除气介式和液介式液位计以外,还有固介式,即用固体传声,把传声棒插人液体中,把探头装在传声棒上端。当声波经传声棒传到液体表面时,又有反射波沿传声棒传回。从声速校正角度看,固介式zui佳,因为气体、液体成分变化几乎对声速没有影响,温度变化对固体中之声速影响也较小,固体(如金属)导热性好,不易形成较大的温度梯度.总之,这一切都极有利于温度校正,但是由于固体声波传播较为复杂,同时存在几种不同速度的声波,造成很大干扰,信噪比很难提高,因此的测量精度也很难提高,所以一般很少用固介式方案。
 

扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站