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远传超声波液位计测量误差的校准和补偿办法
2020-01-14 [1185]

  随着工业自动化的快速发展,液位测量作为工业生产中液位测量的重要测控手段,已广泛应用于各种容器、管道、水库、河流、渠道的液位测量。无论在哪里使用,对液位计的测量精度要求都越来越高。在液位测量中,远传超声波液位计的使用非常普遍。但是,它的测量精度很容易受到温度、湿度、粉尘、被测液体化学成分等因素的影响,导致其测量精度较低。下面我们来来谈谈它的校准补偿办法。
  从距离值S与声速C和传输时间T之间的关系公式S=C×T/2可知,超声波的传播时间是液位计测量的中间结果,利用远传超声波液位计测量液位,还需要知道超声波在空气中的传播速度,因此对超声波传播速度取值精度将极大地影响超声波液位计的测量精度。
  一、温度补偿
  一般情况下,温度是影响声速的主要因素。可通过在超声波液位计上安装温度传感器实时测量温度,并利用温度与声速的关系,换算出声速值。但是,实际上声速又不仅仅受温度影响,还与气体密度、气压、湿度、空气中的悬浮物等诸多因素有关。因此,在实际应用中,仅利用测量温度的方法,对声速进行标定还有诸多不足,且在温度测量过程中也会存在一定的误差,因此温度补偿方法只适用一般应用,而无法满足高精度测量。
  二、实时声速补偿
  实践证明,由于受测量环境的复杂性和测量方法等因素的影响,无论是利用何种经验公式和经验数据对声速进行补偿,都需要引进新的误差。因此,利用实测声速的方法进行声速补偿被认为是可靠的补偿方法。
  远传超声波液位计利用实测声速方法进行补偿,因为补偿后的声速与测量声传播路径的环境非常相似,环境影响基本相同,而且声速通常彼此接近,因此该方法是目前精确的声速校正方法。然而,在使用该方法时,应选择具有低温膨胀系数的材料,以避免随着环境温度的变化,音程框架的热膨胀和冷收缩,以及声程距离的改变,从而影响声速测量的精度。

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