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超声波液位测量的基本原理

来源:www.fzxyyb.com         发布时间:2020-02-08 返回列表

超声波液位测量的基本原理
超声波的相关介绍
超声波属于声波,是机械波的一种。声波是震动的声源体在周围弹性介质中引起的波动。生活中人们听到的各种声音,都是由于声源的振动通过空气介质的传播才到达人的耳膜,从而引起耳膜的振动刺激到人的听觉神经,人们才能听到物体发出的声音。人类对声音的感觉有一定的频率范围,通常在20~20000Hz的振动才能引起人的听觉,要是物体的振动频率低于20Hz或者高于20000Hz,入的耳朵就基本听不到了。通常我们把低于20Hz的声波叫做次声波,把高于20000Hz的声波叫做超声波。超声波主要与三个物理量相关,波长九,传播速度C还有就是其频率f,三个物理量对应的关系式为
C=f*λ
能够产生超声波的方法有很多,常用的有压电效应法、磁致伸缩效应法、和电效应法等,通常在工业领域中压电效应法用的zui多。超声波为什么在液位和无损测量领域应用的如此广泛,主要其有如下几个优点:

超声波液位测量


1)超声波具有良好的指向性。在现在的工业超声波测量中常用的频率通常是0.5~10MHz,因为其波长短,具有良好的指向性,有利于检测,除此之外,其发射的频率较高的话,波束角就比较小,其传播的方向性也就比较好。
2)超声波具有的能量高。在振幅相同的条件下,研究表明一个物体振动的能量与其振动频率的平方成正比例关系。主要是因为超声波具有的能量相比较其他声波较高。
3)超声波的穿透力强。超声波的频率很高,波长比较短。这些特点决定了其不仅能量大而且穿透力比较强,在一些特殊材料中,比如在金属材料中穿透可达数米,对于一般的罐体的厚度可以轻易地穿过,这也是其他的测量方法所不能比拟的。
4)超声波在分界面上有良好的反射性。所有的波都会发生反射现象,超声波也不例外。当发射出的超声波遇到二种介质的分界面时,若二种介质具有良好的特性阻抗差(0.1%),且界面相对于超声波的波长又比较大,超声波就会在界面产生反射。
5)超声波频率对人身基本无害。因为超声波不可见、不可听,在测量过程中不会与人类的身体产生共振,所以对人身体无害,也不会给自然环境带来伤害。