一、超声波液位计工作原理

 

我们通常把声波频率超过20kHz的声波称为超声波，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，还有方向性好，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，特别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明显的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。

     

 

在超声波检测技术中，不论那种超声波仪器，都需要把电能转换超声波发射出去，再接收回来变换成电信号，完成这项功效的装置就叫超声波换能器，也称探头。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。所以，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。

 

    超声波有盲区，安装时需要计算预留出传感器安装位置与测量液体之间的距离。

    

 

二、雷达液位计工作原理

 

雷达液位计 采纳发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，雷达波以光速运动。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——电磁波运动时间

   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，从而晓得液面的液位。

 

在实际运用中，雷达液位计有两种方法即调频持续波式和脉冲波式。 采纳调频持续波技术的液位计，功耗大，须 采纳四线制，电子电路复杂。而 采纳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。

   

 

 三、两者的分别

 

 超声波用的是声波，雷达用的是电磁波，这才是最大的分别。并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因素。

 

    主要应用场合的分别：

    

 

超声波和雷达主要是测量原理的不同，而造成他们的不同的运用场合。雷达是鉴于被测物质的介电常数的，而超声波是鉴于被测物质的密度的。所以介电常数很低的物质雷达的测量效果就要打折扣，对于固体物质通常也介绍用超声波。同时雷达发射的是电磁波，不需要传播媒介，而超声波是声波，是一种机械波，是需要传播媒介的。还有波的发射方法元件不同，如超声波是通过压电物质的振动来发射的，所以它不可能用在压力较高或负压的场合，通常只用在常压容器。而雷达能够用在高压的过程罐。雷达的发射角度比超声波大，在小容器或瘦长的容器不介绍用非接触式雷达，通常介绍导波雷达。最终就是精度的问题，当然了，雷达的精度肯定是比超声波高，在储罐上肯定是用高精度雷达的，而不会选超声波。至于价格方面，通常情况下超声波比雷达低，当然一些大量程的超声波价格也是很高的，如6～70米的量程，这时雷达也达不到，只能选超声波！

   

 

声波的传输是需要媒介的，所以在真空中就不可以传播。所以超声波在现实应用中的局限性还是很大的，与雷达比起来多有不足。首先，超声波物位计有温度限制，通常探头处温度不可以超过80度，而且声波速度受温度影响很大。其次，超声波物位计受压力影响很大，通常有求0.3MPa以内，由于声波要靠振动来发出，压力太大时发声部件会受影响。第三，当测量环境中雾气或粉尘很大时将不可以很好的测量。凡此种种，都限制了超声波物位计的应用。与之相比，雷达的是电磁波，不受真空度影响，对介质温度压力的适用范围又很宽，跟随高频雷达的出现，其应用范围就更加广泛了，所以在物位测量中，雷达是一个非常好的挑选。

    

 

但是不管是雷达还是超声波液位计，在安装过程中都需要注意安装位置，注意盲区。例如安装在罐体上时，不要装在进料口，不要装在人梯附近，离罐壁要有300到500mm的距离，预防回波干扰。在有搅拌，液面波动大的时候也要挑选合适的安装方法。总之，没有十全十美的东西。

 

1.雷达测量范围要比超声波大许多。

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.超声波不可以应用于真空、蒸汽含量过高或液面有泡沫等工况。