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美国norstat UKR1系列超声波传感器液位测试基本原理

点击次数:243 更新时间:2022-12-14

  美国norstat UKR1系列超声波传感器是M18 圆柱形直接漫反射和回归反射式超声波传感器 UK1,带示教按钮 特征  带数字可编程输出的型号 具有电流或电压模拟输出的型号 可调迟滞功能:具有可编程双数字输出的型号,特定于液位 通过适合所有型号的示教按钮调整工作区域(窗口示教或单点示教)以快速投入工作 多功能 LED 指示灯:输出类型、调整程序、NO/NC 选择和反向模拟输出斜率。

  美国norstat UKR1系列超声波传感器液位测试基本原理如下:

超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。

image.png

系统采用的超声波传感器的工作频率为40kHz左右。由发射传感器发出超声波脉冲,传到液面经反射后返回接收传感器,测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间,根据媒质中的声速,就能得到从传感器到液面之间的距离,从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响,通过温度补偿的方法对传播速度予以校正,以提高测量精度。计算公式为:

V=331.5+0.607T (1)

式中:V为超声波在空气中传播速度;T为环境温度。

S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)

式中:S为被测距离;t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差;t1为超声回波接收时刻;t0为超声脉冲发射时刻。利用MCU的捕获功能可以很方便地测量t0时刻和t1时刻,根据以上公式,用软件编程即可得到被测距离S。由于本系统的MCU选用了具有SOC特点的混合信号处理器,其内部集成了温度传感器,因此可利用软件很方便的实现对传感器的温度补偿。

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