مبدأ مستشعر قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية ونظام قياس مستوى السائل عالي الدقة

يتميز قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية بسلسلة من المزايا، ولكن هناك العديد من العوامل التي تؤثر على دقة القياس، لذلك من الصعب تحقيق دقة أعلى. استنادا إلى مبدأ قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية، فإن محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية ذو درجة الحرارة الواحدة ونظام تعويض الرطوبة هو واحد، والعيب هو أنه لا يمكن تحقيق قياس المسافة عالي الدقة في بيئة متغيرة وقاسية، ونظام تعويض يربك قياسي لمحولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية المزدوجة التكلفة مرتفعة ولا يمكن استخدامها على نطاق واسع في مختلف المجالات. تم تصميم نظام تعويض حاجز قياسي لمحول طاقة بالموجات فوق الصوتية يستخدم جهاز توجيه للتحكم في اتجاه محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية. استجابةً لشرط عدم إمكانية التقاط مقدمة الصدى الأولى بدقة، يُقترح استخدام مضخم كسب قابل للبرمجة لالتقاط مقدمة الصدى الراجعة على مسافات مختلفة. تظهر النتائج التجريبية أنه في نطاق 7 أمتار، عندما يتم استخدام الهواء كوسيلة للانتشار ويكون السطح العاكس عبارة عن ماء ذو ​​خصائص انبعاث جيدة، يتم التحكم في خطأ القياس في حدود 0.4%. يمكن لهذه الطريقة المحسنة تحقيق تكلفة منخفضة في ظل البيئة القاسية والمتغيرة. 

نطاق عالي الدقة.

في الوقت الحاضر، هناك العديد من الطرق لقياس مستوى السائل، مثل قياس مستوى الطفو، وقياس المستوى بمساعدة ضغط الإدخال، وقياس مستوى رادار الميكروويف، وقياس مستوى الأشعة تحت الحمراء، وقياس مستوى الليزر، وقياس مستوى الموجات فوق الصوتية. من بينها، سوف يتلوث مستشعر الضغط المتمثل في قياس الاتصال عند استخدامه في مشاهد مثل الرواسب الثقيلة، ومن ثم يسبب أخطاء كبيرة. بالنسبة لأنظمة قياس عدم الاتصال، يعد تحقيق مستشعر محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية أمرًا صعبًا ومكلفًا من الناحية الفنية؛ قياس مستوى السائل بالأشعة تحت الحمراء منخفض التكلفة وسهل التنفيذ، ولكن لديه اتجاهية ضعيفة ودقة منخفضة؛ بينما يمكن إجراء قياس مستوى السائل بالموجات فوق الصوتية دون الاتصال بسطح السائل لتجنب تأثير التلوث السائل والتآكل على معدات القياس، ولا يتعرض للضوء والدخان والتداخل الكهرومغناطيسي، وله مزايا الدقة العالية وهيكل النظام البسيط والتركيب المريح والتكلفة المنخفضة.

تتضمن طرق قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي طريقة اكتشاف الطور وطريقة اكتشاف سعة الموجة الصوتية وطريقة اكتشاف وقت العبور. على الرغم من أن طريقة الكشف عن الطور تتمتع بدقة عالية، إلا أن نطاق القياس محدود، لذا فهو أقل تطبيقًا؛ تتميز طريقة الكشف عن سعة الموجة الصوتية بدقة منخفضة وتتأثر بسهولة بالموجات المنعكسة؛ في حين أن طريقة وقت العبور تقع بين الطريقتين الأوليين، بدقة وقياس أعلى، ولها نطاق واسع وتستخدم على نطاق واسع.

وفي التطبيقات العملية، يكون لتصميم نظام تحديد المدى تأثير كبير على دقة تحديد المدى. ولذلك، فإن تحليل مبدأ العمل وعملية تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية، وتحسين أساليب وأساليب تحديد المدى، وتحسين دقة تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية قد اجتذب المزيد والمزيد من الاهتمام. وفقًا للبيئة المحددة لنظام تحديد المدى، تختلف طريقة تحسين الدقة قليلاً. تركز هذه المقالة على تقليل تأثير البيئة الخارجية، ويتم الجمع بين اختيار مقياس مستوى الموجات فوق الصوتية مع تحقيق النظام المحدد، لتحسين دقة قياس مستوى الموجات فوق الصوتية.