超声波液位计测量的阻尼时间及其应用

　　超声波液位计是一款采用无接触测量技术，能稳定可靠地应用于各种敞开式槽池中的连续性液位测量仪表。由于易于安装、便于维护，被广泛应用于污水、废水槽池和水利水文的液位测量。

　　对于开放性槽池和波动不大的液位，超声波液位计都能实现可靠测量。但在现场实际液位测量时，我们往往要面临各种复杂工况，比如带有搅拌的液位，其液面会翻滚或有较大波动；还有人咨询超声波液位计是否可以安装在油罐车里测量里面的油位高度等等。

　　为了更好地认识超声波液位计，让我们先了解超声波液位计的工作原理。超声波液位计的探头（换能器）发出一串高频的超声波脉冲，当遇到被测液位表面时，该声波就被反射回来，部分反射回波被探头（换能器）接收并转换成电信号。从超声波发射到被反射和被接收，中间需要传播（也有叫“飞行”）时间。超声波液位计其实就是利用声波发射与接收的传播时间差，以及声波在空气中传播的速度来计算液面高度的。从声波发射到接收的时间差和空气中的传播速度来计算液位高度的过程中，为了实现测量结果准确可靠，需要通过重复采样、数字滤波、数据有效性判断等处理过程，一般测量结果在2秒内输出。另外，数据取样还存在时间分辨率。这样测量结果的输出相对实时液位存在时间滞后，我们把这种滞后定义为超声波液位计测量的阻尼时间。一般地，超声波液位计可以通过选择测量工况类别，来设置数据采样时间、数据平均时间，从而实现阻尼时间与实际工况的最佳匹配，有效提高现场测量的可靠性和准确性。

　　从超声波液位计的工作原理来看，其最适合应用于敞开式的环境或者敞开的容器中，在某些密闭的容器中，如果介质不会挥发，只要压力和温度与室外常温接近也是可以使用的。

　　对存在翻滚波动的液面，超声波液位计测量的是一段时间内的平均值，而且这个平均值与实际实时平均值存在滞后时间，大约1-2秒钟。因此，对翻滚波动的液面测量应用时，首先要对液面翻滚和波动的幅度大小，并综合液位上下变化快慢，根据超声波液位计测量的原理做个测量可靠性和可行性评估，有必要时还得进行现场测量实验，根据评估和实验结果来设定超声波液位计工况类别，甚至重新设置时间、采样和数据分析的方式等，来实现阻尼时间与实际工况的匹配，从而提高测量的可靠性和准确性。

　　四川有一用户为便于了解其油罐车里的实时液位，曾在其油罐车上加装其他厂商的超声波液位计，但实际应用中经常出现测量不准、误差较大的情况，其迫切希望寻找更好的超声波液位计以实现液位的准确测量。

　　在该客户与计为工程师取得联系后，我们了解到该油罐车里的油为常温常压，油罐车在行驶过程中，液面会因路面平整性发生强度不一的波动，对于探头发射和信号回波的处理都有非常独特的要求，这对超声波液位计来说无疑是一个很大的挑战，对没有经过工况评估后再科学设置的普通超声波液位计显然无法适应这一工况。

　　市面上不少厂家都有生产超声波液位计，表面看大同小异，但是仔细比对技术参数会发现，品质确实差异很大，这也直接导致其抗干扰能力和测量准确性有很大差别。

　　相比其他超声波液位计，计为超声波液位计具有如下特点和优点：

　　1．有5米、10米、15米三种量程可选择，能够用于工业环境的液位测量；

　　2．非接触式连续测量，带温度补偿，精度高，产品适应性强，最大限度降低维护成本；

　　3．具有RS-485通讯接口，可实时监控，方便高效；

　　4．采用特殊回波处理方式，有效避免虚假回波；

　　5．通过CE和防爆认证，防爆等级高（Ex d IIC T6 Gb），一体式整机防护等级高达IP66/IP67，分体式探头防护等级高达IP68；

　　6．PVDF材质探头可保证仪表在腐蚀性液体或者腐蚀性环境中仍可靠测量；

　　7．性价比高，维护成本低；

　　8．EMC设计符合IEC61000-4(GB/T17626.2)标准–EFT（群脉冲A级性能）、ESD（静电释放A级性能）和浪涌的法规要求；

　　9．中英文菜单可任意切换，操作便捷。

　　计为超声波液位计产品性能及信号处理方面有独特优势，特别是抗干扰能力强，完全能够胜任于强干扰复杂的工业环境，是客户用于替代之前品牌的理想选择。