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一、前言

在许多工业生产中，如化工、石油、冶金、电力、水处理等行业，经常要对生产过程中存储在容器、储罐、仓库内的物料进行位置检测和控制，物料物位检测的准确性、及时性对于实现安全、高效的工业生产具有十分重要的意义。计量的准确与否将对企业的成本核算、能源消耗等指标正确计算及可信程度产生影响，同时检测元件的适用范围和使用维护也关系到生产能否正常稳定的进行。

一般测量物位的方式有差压式、浮球式、重锤式、超声波式、雷达式等。随着科学技术的不断发展，生产自动化程度越来越高，对物位的测量精度、可靠性和连续性要求也越来越高。超声波物位测量凭借其非接触方式以及抗腐蚀、无毒害、免维护、使用寿命长、性价比高等优势在国内外得到越来越广泛的应用。

二、超声波测量的工作原理

超声波是机械波的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程，它的特征是频率高、波长短、绕射现象小，另外方向性好，能够成为射线而定向传播。超声波在液体、固体中衰减很小，因而穿透能力强，尤其是在对光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的长度，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。

在超声波检测技术中，不管那种超声波仪器，都必须把电能转换超声波发射出去，再接收回来变换成电信号，完成这项功能的装置就叫超声波换能器，也称探头。如图所示，将超声波换能器置于被测液体上方，向下发射超声波，超声波穿过空气介质，在遇到水面时被反射回来，又被换能器所接收并转换为电信号，电子检测部分检测到这一信号后将其变成液位信号进行显示并输出。

由超声波在介质中传播原理可知，若介质压力、温度、密度、湿度等条件一定，则超声波在该介质中传播速度是一个常数。因此，当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间，则可换算出超声波通过的路程，即得到了液位的数据。图中，Ｄ为池壁距超声波换能器中心的距离，Ａ为超声波换能器距100%液面的距离，Ｈ为100%测量范围，Ｂ为超声波换能器距最低液位距离。一般仪表制造厂对Ａ、Ｄ、Ａ/Ｂ都有 限制和要求。
(本文转自电子工程世界：http://www.eeworld.com.cn/MEMS/2011/0326/article_959.html)