超声波物位计工作原理

一,关于U80液位测量系统的数据资料:

1,U80 超声波产品:

2,功能描述:

1 工作原理

1 测量原理

原理

我们一般把声波频率超过20kHz的声波称为超声波，超声波是机械波的一种，即是机械振动

在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，

能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对

光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声

波测量物位就是利用了它的这一特征。

在超声波检测技术中，不管那种超声波仪器，都必须把电能转换超声波发射出去，再接

收回来变换成电信号，完成这项功能的装置就叫超声波换能器，也称探头。如图所示，将超

声波换能器置于被测液体上方，向下发射超声波，超声波穿过空气介质，在遇到水面时被反

射回来，又被换能器所接收并转换为电信号，电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位

信号进行显示并输出。

由超声波在介质中传播原理可知，若介质压力、温度、密度、湿度等条件一定，则超声

波在该介质中传播速度是一个常数。因此，当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需

要的时间，则可换算出超声波通过的路程，即得到了液位的数据。超声波物位计的工作原理

是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同

一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所

需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的

关系可以用公式表示：S=CxT/2。 由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波

重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计

的型号有关。

由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiscovery回波处理技术，超声波物位计可以应

用于各种复杂工况。换能器内置温度传感器，可实现测量值的温度补偿。

第 1 页 共 9 页 超声波液位计测量的工作原理产品特点及应用 液位计工作原理

超声波液位计是一系列非接触，高牢靠、低价格、免维护的物位仪，它彻底解决了由压力变送器、电容式浮子式等测量方式带来的缠绕、泄露、接触介质、昂贵的维护等麻烦，目前，要求对于液位和物位进行无接触式测量的现场越来越多，由于超声波液位计不必接触工业介质就能够充分大多数密闭或者打开容器里的物位测量要求，并且目前的科学技术已经进展到超声波系列的物位测量仪器可以测量几厘米到几十厘米的范围，而且在恶劣条件下也表现出了非凡的本领，因些在很多对于安装环境多而杂的情况下，超声波液位计成为了紧要的选用类型。关于超声波液位计我们需要了解的东西很多，下面对大家介绍一下超声波液位计原理、特点、应用的缺陷和不足、适应场合注意事项、使用的环境条件、选择方法、故障及解决方法。

超声波液位计原理

超声波液位计安装于容器上部在电子单元的掌控下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲。声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。从超声波发射到被重新被接收，其时间与探头至被测物体的距离成正比。电子单元检测该时间，并依据已知的声速计算出被测距离。通过减法运算就可得出物位值。由于温度对声速具有影响，所以仪表应测量温度，以修正声速。

超声波液位计的特点

1、高质量零件：电路设计从电源部分起就选用高质量的电源模 第 2 页 共 9 页 块，元器件选择进口稳定牢靠的器件，完全可以替代同类型国外进口仪表。

2、超高精度：我公司拥有的声波智能器，使仪表的精度大大提高，液位精度达到0.25%，能够抗种干扰波。

3、专业的声波智能技术：的声波智能技术软件可进行智能化回波分析，无需任何调试及其它的特别步骤，此技术具有动态思维、动态分析的功能。

4、适应安全稳定：超声波液位计是一种非接触仪表，不跟液体直接接触，因此故障率低。

超声波液位计应用的缺陷和不足

1、超声波本质是一种机械波，传播需要介质，那么超声波液位计大的应用缺陷是不能用于真空环境和传播介质变化（如强挥发性）的环境；

超声波液位（差）计

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超声波液位计

使用说明书

液位计、液位差计

请在使用本设备前，仔细阅读说明书，并保管好已备查阅。 中 文 超声波液位（差）计

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1. 工作原理

探头部分发射出超声波，然后被液面反射，探头部分

再接收，探头到液(物)面的距离和超声波经过的时间成比例:

hb = ct2 即

距离 [m] = 时间×声速/2 [m]

声速的温度补偿公式:

环境声速= 331.5 + 0.6×温度

2. 现场条件

1) 环境温度 : -10 ~ +60℃（低温情况需特殊说明）

2) 表壳保护等级 : IP65 适用于户外安装

3) 适用测量的介质 : 适用于大部分液体及粉状颗粒状固体，弱酸，弱碱，强碱，低于40%的强酸。若在强酸应用场合，请与我司联系，应使用防腐探头。

4) 容器压力 : 0.7~3 bar

5) 在下面的任何一种情况，要严格按照手册要求安装：

① 有泡沫的液体/固体

② 周围有强电压，强电流，强电磁干扰，尽量避免高电压，高电流及强电磁干扰

③ 大风和太阳直晒

④ 强震动

6) 其他特殊情况请向厂家联系。 h

ha hb 超声波传感器

超声波物/液位计原理图 超声波液位（差）计

- 3 - 3. 安装

SEAGMASONIC系列仪表安装方便。

1) 一体式超声波液位计外形尺寸。

M70*2

2)分体式超声波液位计的外形尺寸

100

70 52 210

105

M25×1.5

105mm

φ63mm

0-10m传感器 M25×1.5

130mm

φ76mm

0-20m传感器 超声波液位（差）计

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220mm M36×2.0

φ105mm

0-30m传感器

125mm

ULTRASONIC LEVELMETER

SEAGMA SONIC 165mm

超声波传感器

1 一、产品简介

利用声波介质对被检测物进行非接触式和无磨损的检测。超声波传感器对无论是透明性的物体还是有颜色的物体，金属物体或者非金属物体、以及固体、液体或是粉状物质，均能检测。周围环境条件如有烟环境、灰尘环境或是下雨条件下几乎都不会影响超声波传感器的检测性能。

二、超声波测距原理

发射超声换能器发射出的超声脉冲，通过传播媒质传播到被测介质，经反射后再通过传声媒质返回到接收换能器，测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。再根据传声媒质中的声速，就可以算得从换能器到介质面的距离。从而确定液位。因此我们可以计算出探头到反射面的距离D ＝ C*t/2(除以2是因为声波从发射到接收实际是一个来回，D是距离，C是声速，t是时间）。

三、产品特点

高分辨率

响应时间短

数码管显示测量距离

通过RS 232/485 完成参数设置

丰富的输出方式：开关量、模拟量、RS232/485

四、主要技术指标 你

2

五、安装指南

5.1 安装注意事项

(1)超声波传感器安装时发射面应垂直于被测物体；

(2)电源线和输出信号线不要接反。

5.2安装尺寸

⑴ 超声波传感器外形图：

HFTCGQ_SMG型：

(2)超声波传感器尺寸图

HFTCGQ_SMG型： 功 能 一体型

量 程 0.05~0.5m 0.1~1m 0.2~3m 0.2~4m 0.3~5m 0.3~6m

探头频率 200K 100K 65K 65K 50K 50K

安装尺寸 HFTCGQ_SMG型 M60*1.5