Princip ultrazvučnog senzora za mjerenje udaljenosti i visoko precizni sustav mjerenja razine tekućine

Ultrazvučno mjerenje udaljenosti ima niz prednosti, no puno je čimbenika koji utječu na točnost mjerenja, pa je teško postići veću točnost. Na temelju principa ultrazvučnog mjerenja udaljenosti, jedna ultrazvučna sonda temperature, shema kompenzacije vlažnosti je jednostruka, a nedostatak je što se visoko precizno mjerenje udaljenosti ne može postići u promjenjivom i oštrom okruženju, te standardna shema kompenzacije pregrada za dvostruke ultrazvučne sonde. Cijena je visoka i ne može se široko koristiti u raznim područjima. Dizajnirana je standardna shema kompenzacije pregrade za jednu ultrazvučnu sondu koja koristi upravljački mehanizam za kontrolu smjera ultrazvučne sonde. Kao odgovor na zahtjev da se prva fronta odjeka ne može točno uhvatiti, predlaže se programibilno pojačalo pojačanja za hvatanje povratne fronte odjeka na različitim udaljenostima. Eksperimentalni rezultati pokazuju da se u rasponu od 7 m, kada se kao medij za širenje koristi zrak, a reflektirajuća površina voda s dobrim svojstvima emisije, pogreška mjerenja kontrolira unutar 0,4%. Ova poboljšana metoda može postići niske troškove u teškim i promjenjivim uvjetima. 

Određivanje raspona visoke preciznosti.

Trenutačno postoje mnoge metode mjerenja razine tekućine, kao što je mjerenje razine pomoću plovka, mjerenje razine potpomognuto ulaznim tlakom, mjerenje razine mikrovalnim radarom, infracrveno mjerenje razine, lasersko mjerenje razine i ultrazvučno mjerenje razine. Među njima, senzor tlaka predstavljen kontaktnim mjerenjem bit će kontaminiran kada se koristi u scenama kao što je teški sediment, a zatim će uzrokovati velike pogreške. Za beskontaktne sustave za mjerenje dometa, realizacija senzora ultrazvučnog pretvarača je tehnički teška i skupa; infracrveno mjerenje razine tekućine je jeftino i jednostavno za implementaciju, ali ima slabu usmjerenost i nisku točnost; dok se ultrazvučno mjerenje razine tekućine može obaviti bez kontakta s površinom tekućine, izbjegava utjecaj onečišćenja tekućine i korozije na mjernu opremu i nije podložno svjetlu, dimu, elektromagnetskim smetnjama i ima prednosti visoke rezolucije, jednostavne strukture sustava, prikladne instalacije i niske cijene.

Ultrazvučne metode mjerenja udaljenosti uglavnom uključuju metodu detekcije faze, metodu detekcije amplitude akustičnog vala i metodu detekcije vremena prolaza. Iako metoda detekcije faze ima visoku točnost, opseg mjerenja je ograničen, pa se manje primjenjuje; metoda detekcije amplitude akustičnog vala ima nisku točnost i lako je pod utjecajem reflektiranih valova; dok je metoda tranzitnog vremena između prve dvije metode, s većom točnošću i mjerenjem, ima širok raspon i naširoko se koristi.

U praktičnim primjenama dizajn sustava za mjerenje udaljenosti ima veliki utjecaj na točnost mjerenja udaljenosti. Stoga je analiza principa rada i procesa ultrazvučnog mjerenja, poboljšanje metoda i metoda mjerenja te poboljšanje točnosti ultrazvučnog mjerenja privlačilo sve više pozornosti. U skladu sa specifičnom okolinom sustava rangiranja, metoda poboljšanja točnosti je malo drugačija. Ovaj se članak fokusira na smanjenje utjecaja vanjskog okruženja, izbor ultrazvučnog mjerača razine kombinira se s realizacijom specifičnog sustava, kako bi se poboljšala točnost ultrazvučnog mjerenja razine.