人类对超声技术的研究是从1880年发现压电效应开始的。1917年法国研究用超声波探测潜艇,法国科学家,在水下进行超声发射和接收,这是世界上的***部声呐;接着镍、铝-铁合金等磁致伸缩换能器出现;五十年代钛酸钡压电陶瓷的研究应用;六十年代以后,钻钛酸铅压电陶瓷推广使用和不断发展,使超声换能器的研制进入了一个崭新的蓬勃发展的时期。1934有人提出用超声波进行探伤的设想,但从20世纪60年代才引起***重视。自动测量和自动控制技术的发展特别是微机技术的发展,促进了超声测量技术的研究和应用。80年代中后期,单片机技术的应用使超声波液位计向高性能、智能化方向发展。由于使用了单片机作**处理单元,系统不仅可以进行复杂的数学运算和数据处理、进一步提高了超声波流量计的测量精度,而且还能设计出友好的人机界面,使系统具有参数设置、自动检错排错功能以及其他一些辅助功能,**方便了用户的操作和使用。单片机在超声波液位计中的应用,使超声波液位计开始真正进入工业测量领域。 超声波物位计变形监测的作用。地质灾害监测超声波物位计
5、电气式。该方法指将敏感元件置于被测介质中,当物位变化时,其电气性质如电阻、电容、磁场等会相应变化。这种方法既适用于测量液位,又适用于测量料位。主要有电接点式、磁致伸缩式、电容式、射频导纳等。6、声学式。该方法指利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测物位,可以检测液位和料位。7、射线式。放射线同位素所放出的射线穿过被测介质时会被介质吸收而减弱,吸收程度与物位有关。8、光学式。该方法指利用物位对光波的遮断和反射原理工作,光源有激光等。9、微波式。利用高频脉冲电磁波反射原理进行测量,相应地有雷达液位计、雷达物位计等。10在物位检测中,有时需要对物位进行连续测量,时刻关注物位的变化;而有时*需要测量物位是否达到上限、下限或某个特定的位置,这种定点测量用的仪表被称为物位开关,常用来监视、报警及输出控制信号。物位开关有浮球式、电学式、超声波式、射线式、振动式等,其工作原理与相应的物位计工作原理相同。吉林桥梁安全监测超声波物位计案例超声波物位计的特点。
超声波物位传感器工作原理是:工作时向液面或粉体表面发射一束超声波,被其反射后,传感器再接收此反射波。设声速一定,根据声波往返的时间就可以计算出传吸器到液面(粉体表面)的距离,即测量出液面(粉体表面)位置。其敏感元件有二种,一种是由线圈、磁铁和膜构成的,另一种是由压电式磁致伸缩材料构成的。前者产生的是10KHz的超声波,后者产生的是20~40Khz的超声波。超声波的频率愈低,随着距离的衰减愈小,但是反射效率也小。因此,应根据测量范围、物位表面状况和周围环境条件来决定所使用的超声波传感器。高性能的超声波物位传感器由微机控制。以紧凑的硬件进行特性调整和功能检测。它可以准确地区别信号波和噪声,因此,可以在搅拌器工作的任况下测量物位。此外,在高温或吹风时也可检测物位,特别是可以检测高粘度液体和粉状体的物位。
在超声波物位计的应用过程中,还有以下事项需要注意:1、如要测量腐蚀性介质,则需选用防腐蚀探头的超声波物位计;2、如要测量易燃易爆的介质,则需选用具有防爆性能的超声波物位计;3、一般地,超声波物位计不适用于温度变化跨度较大、液面不平整波动较大的介质;4、由于超声波的传播需要借助介质,所以超声波物位计无法在真空环境中使用;5、蒸汽和粉尘均会对超声波物位计的声波传导产生一定阻碍,影响测量效果,所以,如果蒸汽和粉尘较多的工况下,超声波物位计也不能使用。超声波物位计在尾矿库中的作用。
存于各种容器内的液体表面高度及所在的位置称为液位;固体颗粒、粉料、块料的高度或表面所在位置称为料位。两者统称为物位。超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的反射特性而工作的。根据发射和接收换能器的功能,超声波物位传感器可分为单换能器和双换能器两种。单换能器在发射和接收超声波时均使用一个换能器,而双换能器对超声波的发射和接收各由一个换能器担任。超声波传感器可放置于水中,让超声波在液体中传播。由于超声波在液体中衰减比较小,所以即使产生的超声波脉冲幅度较小也可以传播。超声波传感器也可以安装在液面的上方,让超声波在空气中传播,这种方式便于安装和维修,但超声波在空气中的衰减比较厉害。如果从发射超声波脉冲开始,到接收换能器接收到反射波为止的这个时间间隔为已知,就可以求出分界面的位置,利用这种方法可以实现对物位的测量。超声波物位传感器具有精度高、使用寿命长、安装方便、不受被测介质影响、可实现危险场所的非接触连续测量等优点。其缺点是:若液体中有气泡或液面发生波动,便会有较大的误差。在一般使用条件下,它的测量误差为士,测量范围为10-2-104m。 超声波物位计测量有几种方式?如何超声波物位计 的用途
超声波物位计指示计。地质灾害监测超声波物位计
常见的物位检测方法及物位计1、直读式。这种方法**简单也**常见。在生产现场经常可以发现在设备容器上开一个窗口或接旁通玻璃管液位计,用于直接观察液位的高低。该方法准确可靠,但只能就地显示,容器压力不能太高。2、静压式。根据流体静力学原理,静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差同该点上方的介质高度成正比。因此可通过压差来测量液体的液位高度。基于这种方法的液位计有差压式、吹气式等。3、浮子式。该方法指利用浮子高度随液位变化而变化,或液体对沉浸于液体中的沉筒的浮子随液位高度而变化的原理而工作。前者称恒浮力法,后者称变浮力法。基于这种方法的液位计有浮子式、浮筒式、磁翻转式等。4、机械接触式。该方法指通过测量物位探头与物料面接触时的机械力实现物位的测量。主要有重锤式、音叉式、旋翼式等。地质灾害监测超声波物位计
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