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          非接觸式傳感器的工作原理及限制條件

          發表時間:2021-06-17 18:11【 閱讀量:-

          非接觸式傳感器

            非接觸式傳感器


            超聲波和聲波液位計(非接觸式傳感器)的工作原理是利用聲波來確定液位。超聲波法的頻率范圍為~20-200 kHz,而聲波法使用的頻率為10 kHz。換能器以陣列形式將聲波向下引導至水面。這些波的回波返回到換能器,換能器執行計算,將波行進的距離轉換為高度的度量,從而轉換為水位。


            正確安裝對于確保聲波垂直反射回傳感器很重要。否則,即使傳感器相對于加工材料的輕微錯位也會減少換能器檢測到的聲波數量。此外,安裝地點應該相對沒有障礙物,例如支架或梯子,以最大限度地減少錯誤返回和由此產生的錯誤響應,盡管大多數現代系統具有足夠“智能”的回波處理,使工程更改變得非常困難。在很大程度上是不必要的,除非入侵阻止了從傳感器到目標的視線。由于超聲波換能器用于傳輸和接收聲能,因此它會受到稱為“振鈴”的機械振動循環。在處理回波信號之前,必須衰減(停止)這種振動。最終結果是到傳感器表面的距離是盲目的,無法檢測到物體。它被稱為“消隱區”,通常為150mm–1m,具體取決于換能器的范圍。


            對電子信號處理電路的要求,可用于將超聲波傳感器制成智能設備。超聲波傳感器可以設計為提供點液位控制、連續監測或兩者兼而有之。由于微處理器的存在和相對較低的功耗,它還可以與其他計算設備進行串行通信,使其成為調整傳感器信號校準和濾波、遠程無線監控或工廠網絡通信的良好技術。超聲波傳感器因其價格低廉和功能強大的強大組合而廣受歡迎。


            非接觸式傳感器的應用


            1.將傳感器連接到橋梁或直接在水面上測量結構的水位。


            2.洪水應用,避免泥石流造成的破壞


            非接觸式傳感器的優點


            1.易于安裝在水面上的橋梁或結構上。


            2.減少傳感器結垢或腐蝕問題。它還減少了碎片造成的潛在損壞。


            非接觸式傳感器的限制


            1.聲音在空氣中的傳播速度隨空氣溫度而變化。換能器可能包含一個溫度傳感器以補償工作溫度的變化。然而,這只考慮傳感器處的溫度,隨著聲波接近水,溫度可能會發生變化。


            2.雜物、極端湍流或水波作用會導致讀數波動。在儀器中使用阻尼調整或響應延遲可能有助于解決這個問題。


            3.到水面的最大距離通常為30英尺或更小。


            4.限制在淺溪流或流速非常高且對深度要求最低的溪流中使用。


            5.懸浮液中非常高濃度的細小沉積物可以散射和吸收聲波脈沖,防止可檢測回波的反射。


            6.超聲波通常比其他水位傳感器需要更多的功率。


            7.傳感器頭上的堆積物,即使是簡單的冷凝,都可能導致傳感器工作出現問題。

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