如何解決超聲波液位計的聲速精度誤差？

　　在液位測量中，超聲波液位計的使用非常普遍。但由于超聲波的測量精度很容易受到溫度、濕度、粉塵、被測量液體的化學(xué)成分等多方面因素的影響，導(dǎo)致其測量精度不高。本文對該液位計測量中可能出現(xiàn)的一些誤差進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的補償措施。

　　

　　超聲波液位計參考聲速精度誤差

　　

　　從距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關(guān)系公式S=C×T/2可知，利用液位計測量液位，還需要知道超聲波在空氣中的傳播速度，因此超聲波傳播速度取值精度將影響液位計的測量精度。

　　

　　一、溫度補償

　　

　　一般情況下，溫度是影響聲速的主要因素。可通過在超聲波液位計上安裝溫度傳感器實時測量溫度，并利用溫度與聲速的關(guān)系，換算出聲速值。但是，實際上聲速又不僅僅受溫度影響，還與氣體密度、氣壓、濕度、空氣中的懸浮物等諸多因素有關(guān)。

　　

　　因此，在實際應(yīng)用中，僅利用測量溫度的方法，對聲速進(jìn)行標(biāo)定還有諸多不足，且在溫度測量過程中也會存在一定的誤差，因此溫度補償方法只適用一般應(yīng)用，而無法滿足高精度測量。

　　

　　二、實時聲速補償

　　

　　實踐證明，由于受測量環(huán)境的復(fù)雜性和測量方法等因素的影響，無論是利用何種經(jīng)驗公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)對聲速進(jìn)行補償，都需要引進(jìn)新的誤差。因此，利用實測聲速的方法進(jìn)行聲速補償被認(rèn)為是可靠的補償方法。

　　

　　在發(fā)射探頭前端安裝一個擋板，擋板與探頭形成一個距離固定的聲程區(qū)間，該結(jié)構(gòu)稱之為聲程架。當(dāng)探頭發(fā)射聲波時，該擋板能將一部分聲波反射回探頭。探頭接收到反射波后，計算從發(fā)射到接收的時間，并計算出聲速。

　　

　　利用實測聲速方法進(jìn)行補償，由于補償聲速與測量聲波傳播路徑所處的環(huán)境非常相似，所受的環(huán)境影響也基本一致，其聲速通常比較接近，所以這種方法是目前使用精確的聲速修正方式。

　　

　　但是這種方法的使用中，聲程架應(yīng)選用低溫度膨脹系數(shù)的材料，以免環(huán)境溫度變化聲程架發(fā)生熱脹冷縮，使聲程距離發(fā)生改變，影響實測聲速精度。