當(dāng)聲波由一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時,因為兩種介質(zhì)的密度不同和聲波在其中傳播的速度不同,在分界面上聲波會產(chǎn)生反射和折射,在聲波重直入射時,如果兩種介質(zhì)的聲阻抗相差懸殊。聲彼幾乎全部被反射,如聲波從液體或固休傳播到氣體,或由氣體傳播到液體或固體時聲波式物位檢側(cè)方法就利用聲波的這種特性,通過測量聲波從發(fā)射至接收到物位界面所反射的團波的時間間間隔來確定物位的高低。
超聲波液位計能以各種傳播模式(縱波、橫波、表面波等)在氣體、液體及固體中傳播,也可以在光不能通過的金屬、生物中傳播,是探測物質(zhì)內(nèi)部的有效手段。聲波傳播時方向性隨聲波頻率的升高而變強,發(fā)射的聲束也越尖銳。超聲波可近似為直線傳播,具有很好的方向性。
聲速在真空下無法傳播,而超聲波的本質(zhì)是一種聲波,且屬于機械波,故它也不能在真空中傳播。雖然超聲波液位計的參數(shù)匯總有zui大壓力值,但是隨著溫度的升高,該zui大壓力值會相應(yīng)減小,所以在選型的時候要注意此參數(shù)。
超聲波液位計的盲區(qū),根據(jù)量程的不同,盲區(qū)也不同。量程小,則盲區(qū)小,量程大,則盲區(qū)大。在特殊場合,會要求盲區(qū)很小,這個時候可以考慮小盲區(qū)超聲波液位計,其盲區(qū)一般只有4-6cm。但其量程很小,只有0.6m。在很多液位測量的領(lǐng)域,因為空間的限制,安裝條件的限制,需要盲區(qū)很小的超聲波液位計。zui高料位不得進入測量肓區(qū);儀表距罐壁必須保持一定的距離;儀表的安裝盡可能使換能器的發(fā)射方向與液面垂直。安裝在防爆區(qū)域內(nèi)的儀表必須遵守國家防爆危險區(qū)的安裝規(guī)定,可安裝在有防爆要求的場合,儀表必須接大地。
現(xiàn)場容器常常有攪拌,液體波動比較大,影響超聲波液位計的測量;該種情況下可以適當(dāng)降低攪拌器的轉(zhuǎn)速、或?qū)⑻筋^偏離攪拌中心;還可以安裝靜管,從而有效消除因攪拌器攪拌對液位測量產(chǎn)生的影響。
在用超聲波液位計來測量液位的過程中,經(jīng)常會遇到泡沫的干擾。泡沫按照屬性可以分為:干、濕、中性、重型四種。干泡沫和濕泡沫能將超聲波反射回來,故用超聲波液位計來測量無影響;中性泡沫則會吸收和擴散部分超聲波,因而會減弱超聲波的反射,導(dǎo)致回波不穩(wěn)定。因此當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時,超聲波液位計的測量誤差會較大,甚至無法測量。
當(dāng)工作環(huán)境溫度很高時,液體介質(zhì)容易產(chǎn)生蒸汽或霧氣,由于蒸汽比空氣要輕,所以上浮到罐頂部,形成了一層對超聲波脈沖有吸收和散射作用的蒸汽層。通過加裝靜管,可以減少或削弱蒸汽層對測量的影響。