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超声波液位计为何要进行温度补偿

2018-10-17

  超声波液位计由于采用非接触测量,且测量不受介质密度、介电常数、导电性等的影响,因此应用范围非常广泛,发挥着越来越重要的作用。但在实际应用中,却要对超声波液位计进行温度补偿,这是为什么呢?
  作为一种由微处理器控制的非接触式液位测量仪表,超声波液位计的超声波由探头(传感器和换能器)发出,声波经物体表面反射后被同一探头接收转换成电信号,并由声波从发射到接收的传输时间来计算探头到被测液面的距离。距离S与声速C和传输时间T之间的关系通常用公式S=C×T/2表示。
超声波液位计为何要进行温度补偿
计为Uson-11超声波液位计产品外形图
  从上面的公式可知,超声波液位计的测量依据是超声波在一定介质中的传播速度C是一定值的原理为前提的。在大气压下,常温时超声波在空气中的传播速度大约为340m/s,而实际上,当空气温度每升高1℃,声速变化约0.6m/s。因此如果在温度升高的情况下,仍将声速作为定值制进行计算,液位的测量误差会很大。所以,要想达到工业应用中对精度的要求,必须对声速进行校正,而声速校正的方法主要采用温度补偿法。超声波液位计采用温度补偿方法有助于提高系统测量的精度,满足工业应用的要求。这也是超声波液位计为何要进行温度补偿的原因。
  那么,超声波液位计测量时,如何实现温度补偿呢?

  通常情况下,根据温度与声速的近似关系C=331.45+0.607×T(℃)或C=20.607×T1/2计算出实际声速,达到利用温度补偿进行声速校正的目的。具体实现方式是,在探头里面加一个温度传感器,测量环境的温度变化。在超声波液位计工作时,将当时的环境温度值转换为数字信号传给单片机,进而由单片机计算出该温度下的实际声速。


(qg钱柜娱乐777研发中心2018年10月17日)


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