超聲波物位計(jì)的基本定義
什么是超聲波物位計(jì)？首先我們先看看物位的定義：“物位”是指各種設(shè)備和容器中液體或固體物料的表面位置。由于物料的性質(zhì)不同物位又分為液位和料位：
1）液位指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低。
2）料位指設(shè)備和容器中所儲(chǔ)存的塊狀,顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度。
因此所謂超聲波物位計(jì)其實(shí)就是超聲波液位計(jì)和超聲波料位計(jì)的統(tǒng)稱。當(dāng)用于測(cè)量液體液位時(shí)，通常稱之為超聲波液位計(jì)；當(dāng)用于測(cè)量固體料位時(shí)，通常稱之為超聲波料位計(jì)。
超聲波物位計(jì)的基本原理
超聲波物位計(jì)是利用換能器中壓電晶體發(fā)射超聲波，并接收從物位表面反射回來的回波，通過測(cè)量超聲波發(fā)射及接收的時(shí)間間隔，計(jì)算超聲波的傳輸距離，從而完成物位的準(zhǔn)確測(cè)量。
超聲波物位計(jì)的主要指標(biāo)
1）量程。代表超聲波物位計(jì)所能測(cè)量的最大范圍，反映的是換能器的靈敏度。量程越大，靈敏度越高。超聲波物位計(jì)可以配置4、6、8、10、20、30m等不同量程的換能器。當(dāng)超聲波衰減快，界面反射差時(shí)，為避免超聲波探頭接收到的超聲波信號(hào)過弱，而無法與噪音信號(hào)區(qū)分，就需要增大換能器的發(fā)射功率。
2）盲區(qū)。也叫死區(qū)，就是超聲波物位計(jì)測(cè)量不到的一段距離。超聲波物位計(jì)在發(fā)射超聲波脈沖時(shí)，不能同時(shí)檢測(cè)反射回波。由于發(fā)射的超聲波脈沖具有一定的時(shí)間寬度，同時(shí)發(fā)射完超聲波后傳感器還有余振，期間不能檢測(cè)反射回波，因此從探頭表面向下開始的一小段距離無法正常檢測(cè)，這段距離稱為盲區(qū)。相同量程的產(chǎn)品，盲區(qū)越小，就說明這個(gè)換能器的設(shè)計(jì)越好。
3）溫度。正常范圍是-10~60攝氏度。雖然壓電陶瓷的極限工作溫度一般是150攝氏度，但超聲波物位計(jì)在制造過程中的大多數(shù)材料都不能在100攝氏度以上的溫度長(zhǎng)期工作。
4）精度。主要受溫度變化影響較大，為保證測(cè)量精度，大多數(shù)超聲波物位計(jì)都帶有溫度補(bǔ)償功能。另外在氣體成分的變化也會(huì)對(duì)超聲波物位計(jì)的精度產(chǎn)生影響，比如一些揮發(fā)性的液體，揮發(fā)后導(dǎo)致空氣成分變化，導(dǎo)致氣體的聲速變化，引起測(cè)量誤差。在常溫常壓以及不受外部環(huán)境干擾情況下，大部分廠家可以將精度控制在0.5%以內(nèi)。
5）兩線制與三線制。兩線制超聲波物位計(jì)其供電（DC24v）與信號(hào)輸出（DC4 ~ 20mA）共用一個(gè)回路，也就是僅使用兩條線即可，不足之處是發(fā)射功率相對(duì)略微微弱一些。三線制超聲波物位計(jì)實(shí)際上為四線制，其供電（DC24v）與信號(hào)輸出（DC4 ~ 20mA）回路分離，各使用兩條線，當(dāng)它們負(fù)端共地相連時(shí)，通常使用三條線即可，其優(yōu)勢(shì)是發(fā)射功率較大。
優(yōu)勢(shì)與缺陷
超聲波物位計(jì)的優(yōu)勢(shì)
1）超聲波傳播速度比較穩(wěn)定，光線、介質(zhì)粘度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等對(duì)檢測(cè)幾乎無影響，因此適用于有毒、腐蝕性或高粘度等特殊場(chǎng)合的物位測(cè)量；
2）超聲波物位計(jì)與介質(zhì)不接觸，無可動(dòng)部件，電子元件只以聲頻振動(dòng)，振幅小，儀器壽命長(zhǎng)；
3）不僅可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量，還能方便地提供遙測(cè)或遙控信號(hào)；
4）能測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)或有傾斜晃動(dòng)的液體的液位，如置于汽車、飛機(jī)、輪船中的液位。
超聲波物位計(jì)的缺陷
1）當(dāng)超聲波傳播介質(zhì)密度發(fā)生變化，聲速也將發(fā)生變化，嚴(yán)重影響測(cè)量精度；
2）超聲波物位計(jì)對(duì)溫度壓力比較敏感，所以一般需要在常溫常壓下測(cè)量。
3）有些物質(zhì)對(duì)超聲波有強(qiáng)烈吸收作用，選用測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器時(shí)要充分考慮液位測(cè)量的具體情況和條件。
超聲波物位計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域
超聲波物位計(jì)由于成本低廉、方便易用，廣泛應(yīng)用于石油、化工、自來水、污水處理、水利、鋼鐵、煤礦、電力、交通以及食品加工等行業(yè)。以下列舉一些具體用途的例子：
1）檢測(cè)汽車油箱的汽油的液位； 2）在裝瓶廠用于檢測(cè)瓶子； 3）在食品加工廠用于探測(cè)和控制液罐內(nèi)的液位； 4）在包裝線上通過監(jiān)控兩個(gè)滾軸之間的張力來控制材料的傳輸速度； 5）檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)組上的銷釘； 6）放入水中檢測(cè)淤泥的高度； 7）超聲波液位開關(guān)； 8）檢測(cè)污水池液位的高度。