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從三個方面介紹檢測德國DI-SORIC超聲波測量液位的基本原理
閱讀:792 發(fā)布時間:2023-3-28從三個方面介紹檢測德國DI-SORIC超聲波測量液位的基本原理
首先說說系統構成
DI-SORIC超聲波傳感器主要由如下四個部分構成:
發(fā)送器:通過振子(一般為陶瓷制品,直徑約為15 mm)振動產生超聲波并向空中幅射,。
接收器:振子接收到超聲波時,,根據超聲波發(fā)生相應的機械振動,,并將其轉換為電能量,,作為接收器的輸出。
控制部分:通過用集成電路控制發(fā)送器的超聲波發(fā)送,,并判斷接收器是否接收到信號(超聲波),,以及已接收信號的大小。
電源部分:超聲波傳感器通常采用電壓為DC12V ± 10 % 或 24V ± 10 %外部直流電源供電,,經內部穩(wěn)壓電路供給傳感器工作,。
接下來為大家分享從三個方面介紹檢測德國DI-SORIC超聲波測量液位的基本原理,詳情內容如下:
一,、檢測方式
根據被檢測對象的體積,、材質、以及是否可移動等特征,,超聲波傳感器采用的檢測方式有所不同,,常見的檢測方式有如下四種:
穿透式:發(fā)送器和接收器分別位于兩側,當被檢測對象從它們之間通過時,,根據超聲波的衰減(或遮擋)情況進行檢測,。
限定距離式:發(fā)送器和接收器位于同一側,當限定距離內有被檢測對象通過時,,根據反射的超聲波進行檢測,。
限定范圍式:發(fā)送器和接收器位于限定范圍的中心,反射板位于限定范圍的邊緣,,并以無被檢測對象遮擋時的反射波衰減值作為基準值,。當限定范圍內有被檢測對象通過時,根據反射波的衰減情況(將衰減值與基準值比較)進行檢測,。
回歸反射式:發(fā)送器和接收器位于同一側,,以檢測對象(平面物體)作為反射面,,根據反射波的衰減情況進行檢測。
二,、檢測好壞
超聲波傳感器用萬用表直接測試是沒有什么反映的,。要想測試超聲波傳感器的好壞可以搭一個音頻振蕩電路,當C1為390OμF時,,在反相器⑧腳與⑩腳間可產生一個1.9kHz左右的音頻信號,。把要檢測的超聲波傳感器(發(fā)射和接收)接在⑧腳與⑩腳之間;如果傳感器能發(fā)出音頻聲音,基本就可以確定此超聲波傳感器是好的,。
注:C1=3900μF時,,為1.9kHZ左右;C1=0.O1μF時,,約0.76kHZ,。
三、液位測試
超聲波測量液位的基本原理是:由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號,,在氣體中傳播,,遇到空氣與液體的界面后被反射,,接收到回波信號后計算其超聲波往返的傳播時間,,即可換算出距離或液位高度。超聲波測量方法有很多其它方法不可比擬的優(yōu)點:(1)無任何機械傳動部件,,也不接觸被測液體,,屬于非接觸式測量,不怕電磁干擾,,不怕酸堿等強腐蝕性液體等,,因此性能穩(wěn)定、可靠性高,、壽命長,;(2)其響應時間短可以方便的實現無滯后的實時測量。
系統采用的超聲波傳感器的工作頻率為40kHz左右,。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖,,傳到液面經反射后返回接收傳感器,測出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時間,,根據媒質中的聲速,,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面,??紤]到環(huán)境溫度對超聲波傳播速度的影響,通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正,,以提高測量精度,。計算公式為:
V=331.5+0.607T (1)
式中:V為超聲波在空氣中傳播速度,;T為環(huán)境溫度。
S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)
式中:S為被測距離,;t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時間差,;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發(fā)射時刻,。利用MCU的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻,,根據以上公式,用軟件編程即可得到被測距離S,。由于本系統的MCU選用了具有SOC特點的混合信號處理器,,其內部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實現對傳感器的溫度補償,。