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側向貼壁式超聲波液位計校準方法探索

作者:江蘇免费看污软件安卓版自動化儀表有限公司
側向貼壁式超聲波液位計是一種新穎的液位測量裝置,主要用於測量密封液態氣體容器內液位高度。它測量時安置在罐體側壁上與被測液體不接觸,可以測量有毒有害、腐蝕性的介質液位,不需在罐體和管線上鑽孔,不受罐內高壓的影響,既使對有泡沫介質的液位也可以測量。但如何校準也成為一個需要解決的問題
1、工作原理
超聲波液位計是液位計的重要類型,常見的超聲波液位計安裝於容器上部或底部,探頭向被測液體發射一束超聲波脈衝。聲波被液體表麵反射,部分反射回波由探頭接收並轉換為電信號。從超聲波發射到被重新被接收,其時間與探頭至被測液麵的距離成正比,根據已知的聲速便可以計算出液麵位置,如圖1(左)所示。

側向貼壁式超聲波液位計則不然,它的工作原理是基於超聲波脈衝對液體有和無狀態下的不同反應,也就是根據超聲波脈衝反射回波信號的大小不同判定液麵位置,如圖1(右)所示。如果容器內壁是液體,那麽部分聲能將被吸收,少量被反射回來。如果內壁是氣體,反射回波將大得多.
所以按照JG971-2002液位計檢定規程常見超聲波液位計校準是通過液位計水箱檢定裝置或模擬液位的方法來實現,側向貼壁式超聲波液位計則無法按此校準,主要是改變液位對於側向貼壁式超聲波液位計是沒有意義的,因為貼壁式實際上測量的不是液位,而是壁麵內側液體的有無,通過不斷的判定來尋找液麵。
 
2、校準方法
免费看污软件的校準方法主要是立足於模擬實際工作狀況,即以充有一定液體的圓桶配以鋼直尺確定液位進行校準。裝置原理簡單,製作的難點在於圓筒壁厚、直徑和材質的確超聲波在不同介質界麵的反射、透射,
主要決定於兩種介質的聲阻抗。聲阻抗z=pv,其中p為密度,v為各自的聲速。當超聲波垂直於界麵入射時,聲強反射係數R和聲強入射係數7聲阻有函數關係如下式:

其中為固體聲阻抗,Zq為液體聲阻抗。可見適當的液體和桶材質的選擇,以獲得大的反射信號變化是校準有效實施的重要環節。液體介質免费看片app選用ZUI常見的水為原料,水的聲阻抗為148×10Pa·s/m存儲液態氣體的罐體,常見材質主要是鐵、鋼、銅和鋁。常溫下,鐵的阻抗為45.0×10Pa·s/m,鋼的阻抗為46.5×10Pa·s/m,銅的阻抗為41.8×10Pa·s/m,鋁的阻抗為169×10Pa·s/m,代入式(1)中,可見鋁得到更大的回波信號差,更能理想的校準結果。
對於桶壁厚和直徑,免费看污软件査閱了GB11640-1989《鋁合金無縫氣瓶》,GB5099-1994《鋼質無縫氣瓶》和GB5842-1996《液化石油氣鋼瓶》。發現對於實際氣瓶產品,壁厚、筒的直徑應滿足一定的關係,不同材質和用途有不同。但一定的***小厚度是有要求的。另外超聲波探頭在工作中都是有一定盲區的,在盲區內是探頭是無法分辨出回波信號的。桶壁過薄有可能會產生這種狀況,從而令儀器產生誤讀。同時桶的直徑也應考慮便於探頭的耦合固定.
 
綜上,免费看片app選取了30mm壁厚,筒外直徑300mm,深1000mm的鋁桶作為容器。校準時,將圓桶放置於水平麵上,在圓桶中裝入水,用鋼直尺(精度等級1級)確定液麵高度,將液位計探頭貼在外壁尋找界麵位置,記錄高度;重複3次。改變位置4次高度分別為200mm、400mm、600mm、800mm,以檢研對不同液位的檢測能力。如圖2所示
3、測量結果分析
以英國卡拉斯PL-1型側向貼壁式超聲波液位計為例進行分析。
表1是不同液位下的10次測試結果,取表中標準差的ZUI大值作為A類標準不確定度分量A。對於B類不確定度,因為側向貼壁式超聲波液位計的顯示不是相應的液位值,所以隻考慮鋼直尺測量誤差g。鋼直尺精度等級1級,示值誤差小於等於±0.2mm,按均勻分布估計測量誤差。各不確定度分量獨立無關,取包含因子k=2,則測量結果的擴展不確定度為:
可見免费看污软件裝置的測試結果對於側向貼壁式超聲波液位計是滿足需要的。
 
4、總結
通過分析和比較,免费看片app得到了側向貼壁式超聲波液位計簡易有效的較準裝置。免费看片appZUI後還應注意要這種儀器是不存累計誤差的,校準中改變液位測量,隻能增加穩定性,而不能說明更多性能。
 
 
 
 
 
 
 
 
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