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    我們一般把聲波頻率超過(guò)20kHz的聲波稱(chēng)為超聲波，超聲波是機(jī)械波的一種，即是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的一種傳播過(guò)程，它的特征是頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，另外方向性好，能夠成為射線(xiàn)而定向傳播。超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透能力強(qiáng)，尤其是在對(duì)光不透明的固體中，超聲波可穿透幾十米的長(zhǎng)度，碰到雜質(zhì)或界面就會(huì)有顯著的反射，超聲波測(cè)量物位就是利用了它的這一特征。
    在超聲波檢測(cè)技術(shù)中，不管那種超聲波儀器，都必須把電能轉(zhuǎn)換超聲波發(fā)射出去，再接收回來(lái)變換成電信號(hào)，完成這項(xiàng)功能的裝置就叫超聲波換能器，也稱(chēng)探頭。如圖所示，將超聲波換能器置于被測(cè)液體上方，向下發(fā)射超聲波，超聲波穿過(guò)空氣介質(zhì)，在遇到水面時(shí)被反射回來(lái)，又被換能器所接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電子檢測(cè)部分檢測(cè)到這一信號(hào)后將其變成液位信號(hào)進(jìn)行顯示并輸出。
    由超聲波在介質(zhì)中傳播原理可知，若介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一定，則超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個(gè)常數(shù)。因此，當(dāng)測(cè)出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時(shí)間，則可換算出超聲波通過(guò)的路程，即得到了液位的數(shù)據(jù)。
    超聲波有盲區(qū)，安裝時(shí)必須計(jì)算預(yù)留出傳感器安裝位置與測(cè)量液體之間的距離。
    雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線(xiàn)發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線(xiàn)接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：
    D=CT/2
    式中 D——雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離
    C——光速
    T——電磁波運(yùn)行時(shí)間
    雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線(xiàn)的距離，從而知道液面的液位。
    在實(shí)際運(yùn)用中，雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì)，功耗大，須采用四線(xiàn)制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，可用二線(xiàn)制的24V DC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。
    超聲波用的是聲波，雷達(dá)用的是電磁波，這才是最大的區(qū)別。而且超聲波的穿透能力和方向性都比電磁波強(qiáng)的多，這就是超聲波探測(cè)現(xiàn)在比較流行的原因。
    主要應(yīng)用場(chǎng)合的區(qū)別：
    1.雷達(dá)測(cè)量范圍要比超聲波大很多。
    2.雷達(dá)有喇叭式、桿式、纜式，相對(duì)超聲波能夠應(yīng)用于更復(fù)雜的工況。
    3.超聲波精度不如雷達(dá)。
    4.雷達(dá)相對(duì)價(jià)位較高。
    5.用雷達(dá)的時(shí)候要考慮介質(zhì)的介電常數(shù)。
    6.超聲波不能應(yīng)用于真空、蒸汽含量過(guò)高或液面有泡沫等工況。

標(biāo)簽:                                    超聲波液位計(jì)                                                                    雷達(dá)