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超声波液位计进行温度补偿问题解析

文章来源:上海精督测控科技有限公司人气:1236发表时间:2019-05-17

最近我们接到客户的电话说,他们污水处理厂使用的超声波液位计,现在出现偏差,数值的变化也较大,不知道是什么原因,现在我们这边的环境温度最低有个零下十几度,不知道和这个有没有关系,让我们给执导下.

我们技术的回答如下: 跟温度关系最大。超声波液位计测出来的温度是探头位置的温度。当出现温度梯度的时候,就没有办法进行准确的温度补偿了。温度误差1°C,测量精度就差0.18%。所以低温的时候,是会产生一些偏差的。


但是由于超声波液位计都是自带温度补偿功能的.一般不会出现上面的问题, 具体我们看看下面的分析.

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.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=CxT/2表示。


 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。