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雷达液位计与超声波液位计的区别


发布日期:2017-09-26 11:16 阅读次数: 字号:

1.  超声波指:频率超过20kHz的声波。超声波是机械波的一种,即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程,它的特征是频率高、波长短、绕射现象小,另外方向性好,能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小,因而穿透能力强,尤其是在对光不透明的固体中,超声波可穿透几十米的长度,碰到杂质或界面就会有显著的反射,超声波测量物位就是利用了它的这一特征。以声波为检测信号,声波是机械波,遇到大的密度(气-液-固)变化界面发生反射,传播依靠介质,温度、压力对测量影响大,要引入温度补偿。一般不适用高温或带压力测量。
2.  雷达波指:以电磁波为检测信号,在介电常数发生变化的界面发生反射,电磁波可在真空中传播,基本 不受温度、压力变化影响,所以可用于高温、高压场合。不适合用于极低介电常数介质的测量。
 
超声波液位计工作原理:在超声波检测技术中,不管那种超声波仪器,都必须把电能转换超声波发射出去,再接收回来变换成电信号,完成这项功能的装置就叫超声波换能器,也称探头。如图所示,将超声波换能器置于被测液体上方,向下发射超声波,超声波穿过空气介质,在遇到水面时被反射回来,又被换能器所接收并转换为电信号,电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。
由超声波在介质中传播原理可知,若介质压力、温度、密度、湿度等条件一定,则超声波在该介质中传播速度是一个常数。因此,当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间,则可换算出超声波通过的路程,即得到了液位的数据。
超声波液位计工作原理
 
超声波有盲区,安装时必须计算预留出传感器安装位置与测量液体之间的距离。超声波液位计的盲区,根据量程的不同,盲区也不同。量程小,则盲区小,量程大,则盲区大。但一般都在30cm-50cm之间。所以一般在安装超声波液位计的时候盲区一定是要考虑进去的。在特殊场合,会要求盲区很小,这个时候可以考虑小盲区超声波液位计,其盲区一般只有4-6cm。但其量程也相对较小,只有0.6m。在很多液位测量的领域,因为空间的限制,安装条件的限制,需要盲区很小的超声波液位计。
超声波液位计盲区
 
  注意事项:超声波液位计液位进入盲区,通常会显示二次回波对应的液位位置。
举例而言,如果盲区是0.3m,液面至换能器(或探头)表面的距离是0.2m,则液位计会显示对应空间距离为0.4m的液位值。由于在测量液位时,液面反射良好,因此超声波液位计发出的声脉冲,经液面反射后,回波到达换能器(或探头)表面后又会被重新反射回液面,并被再次反射回换能器并接收,这时的回波即为二次回波。如果反射条件良好,还可能收到多次回波。
 
雷达液位计工作原理:采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下:D=CT/2           
式中D——雷达液位计到液面的距离
C——光速
T——电磁波运行时间
雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。
在实际运用中,雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计,功耗大,须采用四线制,电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计,功耗低,可用二线制的24V DC供电,容易实现本质安全,精确度高,适用范围更广。
雷达液位计安装示意图
 
综上所述:
        超声波用的是声波,雷达用的是电磁波,这才是最大的区别。而且超声波的穿透能力和方向性都比电磁波强的多,这就是超声波探测现在比较流行的原因。
 
主要应用场合的区别:
       1.雷达测量范围要比超声波大很多。
       2.雷达有喇叭式、杆式、缆式,相对超声波能够应用于更复杂的工况。
       3.超声波精度不如雷达。
       4.雷达相对价位较高。
       5.用雷达的时候要考虑介质的介电常数。
       6.超声波不能应用于真空、蒸汽含量过高或液面有泡沫等工况。
 

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