超声波液位传感器 超声波液位传感器选型
导读：今天自考教材学长给同学们收集整理了超声波液位传感器 超声波液位传感器选型的相关问题，一起带同学们来了解了解这方面的疑问
液位传感器种类有哪些？
很多的，常见的有：钢带浮子式液位传感器、磁致伸缩液位传感器、电容式液位传感器、电阻液位传感器、雷达液位传感器、激光液位传感器、超声波液位传感器、压力传感器、气泡式液位传感器、同位素液位传感器、热力学液位传感器
超声波液位传感器 液位传感器实物接线图
超声波液位传感器 液位传感器实物接线图
液位传感器的工作原理
用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压强公式为：Ρ=ρ.g.H+Po式
P：变送器迎液面所受压强
ρ：被测液体密度
g：当地重力加速度
Po：液面上大气压
H：变送器投入液体的深度
同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连；
以抵消传感器背面的Po，使传感器测得压力为：ρ.g.H，显然，通过测取压强P，可以得到液位深度。
液位传感器分类：
第一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位传感器，浮球式液位传感器，磁性液位传感器；
第二类为非接触式，分为超声波液位传感器，雷达液位传感器等。
液位传感器种类有哪些？
分为两类：
一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，伺服液位变送器等。
第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。
发展前景
近几年国内磁翻板液位传感器市场一直持续增长，速度超过10%，2010年我国液位传感器销售额达到905亿元。据预测，未来5年中国液位传感器市场将稳步快速发展，在物联网市场规模大幅增长的动力之下，2015年中国液位传感器市场规模有望达到12亿元以上。
据统计，至2013年，我国物联网整体市场规模将或达到7500亿元，作为物联网“金字塔”的最底层和最基础环节，液位计传感器产业将从中直接受益。
超声波液位传感器的技术参数
超声波液位传感器参数如下：
量程： 1.25m精度： 3mm分辨率： 0.5mm声束宽度： 5cm死区: 5cm供电电压： 24vdc(环路)温度补偿： 全量程自动环绕阻抗： 400ohms@24vdc信号输出： DX10:0-5V,0-10V, DL10:4~20mA标定： WebCal PC 软件，USB标定失效诊断： 4 mA,20 mA,21 mA,22mA，或者保持当时数据过程温度： －20℃ to 60℃压力： 大气压防护等级： NEMA 4X (IP65)外壳材料： PC/ABS FR探头材料： PVDF过程连接： 1NPT(1G)螺纹电缆长度： 1.2米电缆材料： PVC延时： 可选类别： 普通认证： CE
超声波液位传感器的工作原理及结构组成
（1）工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。
（2）工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声传感器的温度比较高，需要单独的制冷设备。
（3）灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
如超声波传感器，一个复合式振动器被灵活地固定在底座上。该复合式振动器是谐振器以及，由一个金属片和一个压电陶瓷片组成的双压电晶片元件振动器的一个结合体。谐振器呈喇叭形，目的是能有效地辐射由于振动而产生的超声波，并且可以有效地使超声波聚集在振动器的中央部位。
室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端，并且使用树脂进行覆盖。对应用于工业机器人的超声波传感器而言，要求其精确度要达到1mm，并且具有较强的超声波辐射。
超声波液位传感器的工作原理及结构组成
超声波测量液位的基本原理是：由超声探头发出的超声脉冲信号，在气体中传播，遇到空气与液体的界面后被反射，接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间，即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点：（1）无任何机械传动部件，也不接触被测液体，属于非接触式测量，不怕电磁干扰，不怕酸碱等强腐蚀性液体等，因此性能稳定、可靠性高、寿命长；（2）其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。
系统采用的超声波传感器的工作频率为40khz左右。由发射传感器发出超声波脉冲，传到液面经反射后返回接收传感器，测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间，根据媒质中的声速，就能得到从传感器到液面之间的距离，从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响，通过温度补偿的方法对传播速度予以校正，以提高测量精度。计算公式为：
v=331.5+0.607t
（1）
式中：v为超声波在空气中传播速度；t为环境温度。
s=v
×t/2=v×（t1－t0）/2
（2）
式中：s为被测距离；t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差；t1为超声回波接收时刻；t0为超声脉冲发射时刻。利用mcu的捕获功能可以很方便地测量t0时刻和t1时刻，根据以上公式，用软件编程即可得到被测距离s。由于本系统的mcu选用了具有soc特点的混合信号处理器，其内部集成了温度传感器，因此可利用软件很方便的实现对传感器的温度补偿。
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