超声波基础ppt课件.ppt

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1、超声波物位计基础1XingengLi内容介绍测量原理超声波物位计的型号及参数现场安装注意事项应用举例要求掌握的内容超声波物位计的测量原理产品的型号，及相应的特点与区别主要的应用场合根据实际的工况进行选型超声波物位计超声波物位计测量原理测量原理超声波基础超声波是频率超出人耳听觉的上限（约20kHz）的声波，是一种听不到的声波。在19世纪末，科学家就已经开始对超声波进行研究了。早在1794年，意大利的生物学家LazzaroSpallanzani就已经发现蝙蝠是利用一种听不见的声波来在黑暗中定位的。20Hz20kHz20MHz次声波声波超声波超声波基础1914年，CanadianReginaldFe

2、ssenden在美国发明了最早的声纳。1942年，奥地利医生杜西克首次利用超声波原理来进行脑部扫描。直到20世纪80年代，超声波原理才开始在工业上用于对物位的测量。超声波基础超声波物位测量所利用的两个主要性质：超声波在介质中的传播超声波在界面上的反射超声波的传播超声波的传播依赖于介质的存在气体、液体或固体不同介质中的传播速度不同气体<液体<固体超声波在理想气体中的传播速度只受到温度的影响现实中，声速也会受到气压的影响超声波的传播——能量的损耗超声波传播时会因介质产生损耗。距离越长，能量越小。空气中存在粉尘颗粒、小液滴时，一部分能量被散射。超声波具有一定的波束角，传播距离越远，单位面积上的能量越

3、小距离超声波的反射当超声波遇到界面时会发生反射声阻抗：声阻抗主要与介质的密度有关声波在密度不同的界面上发生反射两种介质的密度差（）越大，反射越强超声波的反射常见介质的密度当在空气中传播的超声波遇到液体或固体的表面时，由于密度差别很大，声波几乎全部被反射回去介质（液体）密度（kg/m3）汽油700乙醚710石油760酒精790煤油800苯880植物油920水1000介质（固体）密度（kg/m3）聚丙烯870聚乙烯900PET树脂1400铝2700煤7000铁7800铜8900铅11300空气：1.23kg/m3超声波的产生和接收——压电效应最早由皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟发现压电效应：某些物质

4、在受到压力产生变形的时候，其表面上会产生积聚的电荷逆压电效应：在压电材料表面施加电压，压电材料会产生机械形变表面没有电荷表面与内部的电荷极性相同表面与内部的电荷极性相反超声波的产生和接收压电晶体：PZT（铅锆钛陶瓷）超声波探头结构压电晶体压电晶体基底传感器外壳；将传感器整体封装，无需密封将膜片振动与外界隔离声抗耦合材料超声波探头的盲区同一块压电晶体既负责超声波的发射，也负责接收因此，在发射状态与接收状态之间，需要一段时间使得压电晶体从振荡状态恢复到静止状态，然后才能开始接收反射的超声波信号根据ToF的原理，这段时间代表了空间的一段距离，即盲区在盲区内，超声波物位计是不能进行测量的传感器探头输出

5、/显示模块去往上位机电子模块超声波信号将测量值转换为输出信号超声波物位计的组成信号强度/时间信息各种补偿算法生成波形图（包络线）各种分析算法，确定回波物位值计算线性化计算……仪表型号及参数仪表型号及参数超声波物位计的分类一体化变送器分体式变送器型号FMU301.5”FMU302”FMU40FMU41FMU42FMU43FMU44最大量程（液体）5m8m5m8m10m15m20m最大量程（固体）2m3.5m2m3.5m5m7m10m盲区0.25m0.35m0.25m0.35m0.4m0.6m0.5m精度±3mm(0.2％)±2mm(0.2％)±4mm(0.2％)最大耐温+60°C+80°C最大耐

6、压3bar2.5bar输出4～20mAHART,PROFIBUSPA,FF一体式超声波物位计型号FDU90FDU91FDU91FFDU92FDU93FDU95FDU96最大量程（液体）3m10m10m20m25mN/AN/A最大量程（固体）1.2m5m5m10m15m45m70m盲区0.07m0.3m0.3m0.4m0.6m0.7m1.6m精度±2mm(0.17％)最大耐温+80°C+105°C+95°C+150°C最大耐压4bar3bar1.5bar3bar防护等级IP68分体式超声波物位计——探头分体式超声波物位计——变送器型号FMU90FMU95探头数量2个10个输出4～20mAHART

7、PROFIBUSDPRelayPROFIBUSDP价格性能ProsonicT两线，连续测量或开关最大测量距离7m价格低廉ProsonicM两线或四线最大测量距离15m菜单引导式操作现场显示可观察回波曲线带HART,PA,FF通讯协议免费提供ToF-Tool调试软件Prosonic四线分体式最大量程70米可最多配五路继电器输出双通道OCMpreprogrammed专门针对水/污水行业所设计的功能（明