智能超声波物位计实际应用中的问题及解决

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1、智能超声波物位计实际应用中的问题及解决乔治智能超声波物位计实际应用中的问题及解决乔治（甘肃省酒钢集团公司检修工程部嘉峪关市，735100）摘要：简单介绍超声波物位计的基本测量原理及应用特点，针对在生产现场实际应用中出现的环境震动、粉尘蒸汽干扰及换能器老化及安装条件等影响超声波物位计稳定运行的原因进行了分析，提出相应的解决措施，从而降低超声波故障率。关键词：超声波；TOF回波测距；换能器；波束角Abstract:Simplyintroducedtheultrasonicthinglocationofthousandsofbasicmeasuringpri

2、ncipleandapplicationfeaturesforthepracticalapplicationinproductionappearintheenvironmentvibration,theduststeaminterferenceandtransduceragingandinstallationconditionsaffecttheultrasonicthinglocationtocountthestableoperationofreasonsareanalyzed,thecorrespondingmeasures,soastoreduc

3、etheultrasonicfailure.Keywords:Ultrasonic;TOFecholocation;Transducer;BeamAngle中图分类号：TH816+.2文献标识码：B文章编号：1001-9227(2011)05-0070-040引言近年来，随着微电子技术在仪表测量领域的飞速发展，TOF（TOF-Timeofflight行程时间或传播时间）测量技术成为发展最快、应用最广的一种物位测量技术超声波利用超声波技术测量物位，是应用最为广泛的是超物位测量技术即是其中极具代表性的一类。它以其非接触声脉冲回波方法，它的工作原理是：从发射

4、探头发出超声测量方式以及独特的声智能技术、抗腐蚀、免维护、使用波脉冲在媒介中传到界面，经反射后再通过媒介回到接收寿命长、性价比高等优势，被广泛应用于石化、冶金、水探头，根据测出的超声脉冲从发射到接收的时间以及媒质泥、医药等工业部门。酒钢从2000年起，在选矿自动化、不中的声速，即可以求得探头到物料间的距离，从而确定出锈钢、碳钢冷轧、焦化干熄焦等多项技改、新上工程中大物位。超声波物位计的高频脉冲声波由一个压电陶瓷换能范围设计、使用。该测量技术对液体、固体物位的测量都器(探头)发出，其声源传感器由一只与一块或多块压电晶具有良好的适用性。但在实际使用中，超声

5、波物位计测量体相连的测量膜片组成。声波的发射与接收均通过这些压技术也遇到了各种问题，笔者根据设计选用和调试超声波电晶片实现压电晶片一供电就产生微小的机械运动，而此物位计的经验，谈谈超声波料位计应用中的问题及解决方机械运动由膜片转换为声信号。反之，接收声波时，膜片法。亦会产生机械运动，而此机械运动则被相连的压电晶体转1超声波物位计的测量原理换为电信号(反射信号)。图1给出了超声波物位仪的测量TOF测量技术，又称回波测距技术，其原理是：当声波原理。当发出的声波信号遇到被测物体(物料)表面反回，从一种介质向另一种介质传播时，在密度不同、声波不同部分反射回波被

6、同一换能器接收，转换成电信号。脉冲发的分界面上传播方向就要发生改变，即一部分被反射（入射和接收之间的时间(声波运动时间)与换能器到物体表射角=反射角），一部分折射入相邻介质内。假设两种介质面的距离成正比，声波传输距离s与声速c和传输时间t对声波的密度分别为ρ、ρ，声波在两种介质内传播的速之间的关系可用表示:12度分别为μ、μ，反射波的声强为I，入射波的声强为I，s=c×t/212RB则存在以下关系：式中，α为入射角，β为折射角，ρ1μ1和ρ2μ2分别为两种介质的声阻抗。当声波垂直入射时（α=β=0），其反射率为：收稿日期:2011-06-20作者简介:

7、乔治(1974-),男,甘肃临夏人,工程师,主要从事需要注意的是:测的距离s值，表示的是探头到介质钢铁冶金各类自动化仪表维护、检修工作。表面的距离，通过这个物体(物料)上空距离值就可以得到70《自动化与仪器仪表》2011年第5期（总第157期）容器内的物料高度h=H-S。式中：H为料仓高度,探头到料表22006.6-2006.12选矿超声波物位计故障统计表仓内零料位的距离；S为超声波物位计实测到的物料上空距离；h为物料的实际高度。超声波物位计的主要技术性能见表1。表1超声波物位计的主要技术性能原因分析：经现场勘查发现，原设计使用一个钢制固定圆柱套筒将超

8、声波物位计换能器安装于布料车端头支架上（见图2）。在布料车自动行进布料时，车上皮带电机运行剧烈