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在工业自动化生产过程中,为了实现安全、高效的生产,需要对液位进行实时精确检测。目前,国内外多采用法兰式或螺纹式超声波液位仪检测容器内易燃、易挥发、易爆液体的液位,这两种接触式检测方式存在由于安装不便而导致液体泄漏等问题,而且也不能测量封闭容器内的液位。为解决该问题,本文研究了超声波外测液位检测系统。该系统探头置于封闭容器外壁,无需对容器开孔,实现了对封闭容器内液体的非接触测量。
论文首先分析了利用超声波检测液位的可行性,然后设计了超声波外测液位检测系统的硬件电路,编写了相应的处理和显示软件,最终获得了实验数据。
在所研究系统中,超声探头置于容器外壁底部,超声波通过外壁传入,在固/液界面和液/气界面产生两个回波,通过测量这两个回波间的时间差和超声波在被测液体中的速度,并经计算即可获得被测液体的液位。为了有效抑制噪声的干扰和准确测量回波间的时间差,系统采用“延时接收的信号分离”技术。在软件设计中,采用模块化程序设计思想。另外,在程序上也考虑了进一步抑制噪声的问题。
用所研制的系统对容器内水的液位检测的实验表明,当被测液体温度在0~60℃,容器壁厚10mm,被测液体量程为10cm时,采用频率为2.5MHz的超声探头,测量精度为1mm。这一原理样机的研制,为进一步研究封闭容器内易燃、易爆液体的液位测量奠定了良好的基础。