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超聲波物位計(jì)應(yīng)用的局限性
2017-09-22
超聲波物位計(jì)的工作原理是由換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖遇到被測介質(zhì)表面反射回來，部分反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收的超聲波脈沖所需時(shí)間間隔與換能器到被測介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時(shí)間T之間的關(guān)系可以用公式表示：S=C×T/2。
根據(jù)以上原理，超聲波物位計(jì)應(yīng)用主要有以下局限性：
第一，超聲波物位計(jì)不能應(yīng)用于真空環(huán)境。超聲波是一種機(jī)械聲波，必須要有介質(zhì)作為傳導(dǎo)媒介，所以不能應(yīng)用于真空環(huán)境。并且傳導(dǎo)媒介發(fā)生變化時(shí)，超聲波傳播的聲速會(huì)發(fā)生變化，其將嚴(yán)重影響到測量的精度，所以不能應(yīng)用于傳播介質(zhì)經(jīng)常發(fā)生變化的環(huán)境。
第二，超聲波物位計(jì)不能應(yīng)用于高溫高壓場合。超聲波傳播的聲速C受傳播介質(zhì)的溫度、壓力變化影響較大，雖然其內(nèi)置有溫度補(bǔ)償機(jī)制，但是溫度補(bǔ)償只能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行，超出溫度補(bǔ)償范圍將嚴(yán)重影響測量的精度。所以超聲波物位計(jì)對于溫度和壓力都很敏感，不適用于高溫高壓的場合。
第三，超聲波物位計(jì)很少用于固體物料的測量。超聲波是一種機(jī)械聲能，在傳播過程中，如果遇到強(qiáng)吸收聲能物料，也將會(huì)嚴(yán)重影響測量精度甚至導(dǎo)致超聲波物位計(jì)無法測量。尤其對于密度較為疏散的固體粉料，因?yàn)槲锪系膹?qiáng)吸收性，將導(dǎo)致聲波被物料吸收而不能形成反射，所以超聲波物位計(jì)一般應(yīng)用于液體的測量。
第四，超聲波物位計(jì)在使用時(shí)，要預(yù)留盲區(qū)余量。由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭，無法識別，不能測量其距離值，此區(qū)域稱為測量盲區(qū)。因?yàn)闇y量盲區(qū)的存在，在使用超聲波物位計(jì)時(shí)，要在被測設(shè)備上留出盲區(qū)余量。
根據(jù)以上原理，超聲波物位計(jì)應(yīng)用主要有以下局限性：
第一，超聲波物位計(jì)不能應(yīng)用于真空環(huán)境。超聲波是一種機(jī)械聲波，必須要有介質(zhì)作為傳導(dǎo)媒介，所以不能應(yīng)用于真空環(huán)境。并且傳導(dǎo)媒介發(fā)生變化時(shí)，超聲波傳播的聲速會(huì)發(fā)生變化，其將嚴(yán)重影響到測量的精度，所以不能應(yīng)用于傳播介質(zhì)經(jīng)常發(fā)生變化的環(huán)境。
第二，超聲波物位計(jì)不能應(yīng)用于高溫高壓場合。超聲波傳播的聲速C受傳播介質(zhì)的溫度、壓力變化影響較大，雖然其內(nèi)置有溫度補(bǔ)償機(jī)制，但是溫度補(bǔ)償只能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行，超出溫度補(bǔ)償范圍將嚴(yán)重影響測量的精度。所以超聲波物位計(jì)對于溫度和壓力都很敏感，不適用于高溫高壓的場合。
第三，超聲波物位計(jì)很少用于固體物料的測量。超聲波是一種機(jī)械聲能，在傳播過程中，如果遇到強(qiáng)吸收聲能物料，也將會(huì)嚴(yán)重影響測量精度甚至導(dǎo)致超聲波物位計(jì)無法測量。尤其對于密度較為疏散的固體粉料，因?yàn)槲锪系膹?qiáng)吸收性，將導(dǎo)致聲波被物料吸收而不能形成反射，所以超聲波物位計(jì)一般應(yīng)用于液體的測量。
第四，超聲波物位計(jì)在使用時(shí)，要預(yù)留盲區(qū)余量。由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭，無法識別，不能測量其距離值，此區(qū)域稱為測量盲區(qū)。因?yàn)闇y量盲區(qū)的存在，在使用超聲波物位計(jì)時(shí)，要在被測設(shè)備上留出盲區(qū)余量。
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（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2017年9月22日發(fā)布）
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