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外測(cè)側(cè)貼式超聲波液位計(jì)底部和側(cè)面安裝外貼式超聲波液位開關(guān)的基本工作原理：超聲聲阻抗法

由聲學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)可知，不同介質(zhì)的聲阻抗不同，當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傳播至另一種介質(zhì)時(shí)，聲阻抗不再連續(xù)，在聲阻抗的變化處超聲波束發(fā)生反射，反射波的能量大小與兩種介質(zhì)聲阻抗的差值相關(guān)，差值越大，反射波的能量越高。超聲聲阻抗法就是利用這一特性實(shí)現(xiàn)密閉容器內(nèi)的液位測(cè)量。如圖所示。

外貼式超聲波液位開關(guān)的基本工作原理

基于超聲聲阻抗原理的液位測(cè)量方法通常是在被測(cè)容器的外側(cè)壁上定位容器內(nèi)氣體介質(zhì)與液體介質(zhì)的分界面，而不是直接測(cè)量出液位的值。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，測(cè)量人員需要在被測(cè)容器的外側(cè)壁上不斷的移動(dòng)測(cè)量探頭，同時(shí)觀察超聲波回波信號(hào)的變化，從而判斷容器內(nèi)的液位高度。這種測(cè)量方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單且安裝方便，可以方便的應(yīng)用在許多液位測(cè)量場(chǎng)合中，能夠?qū)γ荛]容器實(shí)現(xiàn)非介入式的液位測(cè)量。

外貼式超聲波液位計(jì)的基本工作原理：聲速曲線法利用超聲波測(cè)距原理測(cè)量液位的方法是將測(cè)量探頭安裝在容器底部的外壁處，利用了超聲波的反射和透射特性。如圖所示。

外貼式超聲波液位計(jì)的基本工作原理

當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波傳播到容器底部?jī)?nèi)壁處時(shí)，由于傳播介質(zhì)的變化而產(chǎn)生第一次反射回波，之后超聲波在被測(cè)液體介質(zhì)中繼續(xù)傳播，當(dāng)傳播至氣液界面時(shí)，傳播介質(zhì)再次發(fā)生變化，產(chǎn)生第二次反射回波。假設(shè)第一次反射回波與第二次反射回波之間的時(shí)間差為 T，根據(jù)超聲波在被測(cè)液體中的傳播速度 c，可得容器內(nèi)的液位值L =c*T/ 2 。

這種液位測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量時(shí)無(wú)需對(duì)被測(cè)容器進(jìn)行開孔或者安裝法蘭，可以直接從容器的外部獲取內(nèi)部的液位信息，真正實(shí)現(xiàn)了非介入式的液位測(cè)量。