超声波水位传感器设计论文(8)

发展非常迅速，超声测位技术可适用于气体、液体或固体等多种测量介质，

因而具有较大的适应性。新型气密结构、耐腐蚀的超声波探头可测量十几米的

液位[1]。到目前为止国外许多公司都研制出许多功能齐全、自动化智能程度高

的测量体系与产品系列。比如说WL700超声波自计水位计是由美国Global Water

公司生产非接触式水位计，它通过声波反射的原理来测量水位的变化。有多种

量程的水位计供用户选择：0.3米、1米、1.8米、10米。0.3米量程的适用于

小水槽和堰的水位测量；1米、1.8或10米量程的适用于江、河、湖及较大的

水槽的水位测量。尤其适用于废水水位的测量。该传感器是免校准和免维护的

[2]。再如德国产FMU系列超声波液位计,液位计探头(传感器)分为FDU80、FDU81、

FDU82、FDU83、FDU84和FDU85五种型号，可用于测量液体的深度，也可以用

于测量固体的高度，其量程分别为5m、9m、20m和25m(对液体)几种。为

了保证测量准确，探头带有自动清除其表面覆盖的霜和冰的功能。在安装时，

探头应加保护罩，以避免日光的直射和雨淋，并垂直安装在支架上。探头离液

面距离要根据液体涨落的最大深度和探头的量程来决定[3]。

美国的DREXELBROOK公司与德国的E+H公司（FMU系列）以及日本、加拿

大等国公司研制开发的产品在国际市场上占有很大的比重。据统计DREXELBROOK

公司至今在全世界已经有3万多例成功的现场应用，还有其它国家和公司研制

的液位传感器等产品广泛应用于工业、食品等行业，并大量地进入我国液位测

量领域。

目前国内高精度超声液位测量仪表的发展主要采用引进加仿制等手段，还

有许多合资企业代理国外相应产品。我国在该领域的发展相对国外还有较大差

距，在产品性能指标、仪表可靠性、企业技术力量等方面都落后于西方发达国

家[4]。近年来国内相关单位也加大了对这一领域的研究力度。中科院声学所、

武汉大学都研制了光纤液位测量系统，北京航天智控工程公司研制的UGB光导

电子液位计精度可达士2mm。超声波技术应用于液位测量在国际上己有较长时

间，我国从20世纪90年代开始发展，将超声测距技术应用到河流、湖泊、水、

渠等水体的水位测量中，以及油、浆等液体的液位测量中ts，。国内与国外相比，

在测量精度上还有一些差距。目前国外超声波测量液位的精度可以达到lmm或

1%，最小盲区可达5～10cm;而国内超声波液位测量精度目前只能达到2mm或

1.5%，盲区最小为30cm[5]。影响精度的因素除了超声波传感器本身的制作工艺

外，还与发射和接收电路的性能以及误差的修正方法有关。随着人们对引起测

量误差因素的认识以及解决方法的提出，测量精度在逐步提高。

进口的智能化超声波液位仪能够对接收信号做精确的处理和分析。可以将

各种干扰信号过滤出来，识别多重回波;分析信号强度和环境温度等有关信息。

这样即便在有外界干扰的情况下，也能够进行精确的测量。超声波液位仪不仅

能定点和连续测量液位，而且能方便地提供遥测所需的信号。同时，超声波液

位仪不存在可动部件，所以在安装和维护上相应比较方便。超声测位技术可适

用于气体、液体或固体等多种测量介质，因而具有较大的适应性。新型气密结