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超声波液位计误差的产生与消除
超声波液位计误差的产生与消除
 
2.2超声波不锈钢液位计的时间误差
声波是纵向振动的弹性机械波,它借助传播介质的分子运动而传播。由于传播介质的吸收、散射和声波的扩散等原因,导致声强、声压和声能减弱,发生声波衰减。并且液位计的测量需要在被测液面上形成一次声波反射,这同样会引起声波的衰减。声波是按传播距离的指数规律衰减的,当液面高度不同时,声波的传输距离也不相同,其接收波的幅度也会有较大差异。
 
接收到的超声波脉冲串经过放大滤波后,探头发射超声波时系统开始计时,当接收信号的幅度超过设定的阈值时停止计时。液位高度发生变化时,接收信号的幅度也会发生变化。在液位比较低时,接收信号幅度比较小,可能需要在第4个波峰处才能达到阈值;当液面高度比较高时,接收信号幅度比较大,可能在第3个甚至更早就能达到阈值。这样停止计时的时间就不是确定的,这种不确定性必然会给系统测量精度带来误差。例如,当超声波频率为40 kHz时,如果停止计时信号相差一个波形,那么计时时间就会相差125μs,如果声速此时为340 m/s,则液面高度就会相差42.5 mm,这个误差如果应用到石化部门1000m3以上的储油罐上,将会产生很可观的绝对误差,所以必须要消除。
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