Prinsip sensor pengukuran jarak ultrasonik dan sistem pengukuran level cairan presisi tinggi

Pengukuran jarak ultrasonik memiliki sederet keunggulan, namun banyak faktor yang mempengaruhi keakuratan pengukuran, sehingga sulit untuk mencapai akurasi yang lebih tinggi. Berdasarkan prinsip pengukuran jarak ultrasonik, transduser ultrasonik suhu tunggal, skema kompensasi kelembaban tunggal, dan cacat pengukuran jarak presisi tinggi tidak dapat dicapai dalam lingkungan yang dapat berubah dan keras, dan skema kompensasi penyekat standar untuk transduser ultrasonik ganda Biayanya tinggi dan tidak dapat digunakan secara luas di berbagai bidang. Skema kompensasi baffle standar transduser ultrasonik tunggal dirancang yang menggunakan perangkat kemudi untuk mengontrol arah transduser ultrasonik. Menanggapi persyaratan bahwa pantulan gema pertama tidak dapat ditangkap secara akurat, penguat penguatan yang dapat diprogram diusulkan untuk menangkap pantulan balik gema pada jarak yang berbeda. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pada jarak 7 m, ketika udara digunakan sebagai media propagasi dan permukaan reflektifnya adalah air dengan sifat emisi yang baik, kesalahan pengukuran dikendalikan dalam kisaran 0,4%. Metode yang ditingkatkan ini dapat mencapai biaya rendah dalam lingkungan yang keras dan mudah berubah. 

Rentang presisi tinggi.

Saat ini, terdapat banyak metode pengukuran level cairan, seperti pengukuran level float, pengukuran level dengan bantuan tekanan input, pengukuran level radar gelombang mikro, pengukuran level inframerah, pengukuran level laser, dan pengukuran level ultrasonik. Diantaranya, sensor tekanan yang diwakili oleh pengukuran kontak akan terkontaminasi bila digunakan dalam pemandangan seperti sedimen berat, dan kemudian menyebabkan kesalahan besar. Untuk sistem jangkauan non-kontak, realisasi sensor transduser ultrasonik secara teknis sulit dan mahal; pengukuran tingkat cairan inframerah berbiaya rendah dan mudah diterapkan, tetapi memiliki directivity yang buruk dan akurasi yang rendah; Sedangkan pengukuran level cairan ultrasonik dapat dilakukan tanpa menyentuh permukaan cairan, menghindari pengaruh polusi cairan dan korosi pada peralatan pengukuran, serta tidak terkena cahaya, asap, interferensi elektromagnetik, serta memiliki keunggulan resolusi tinggi, struktur sistem sederhana, pemasangan mudah, dan biaya rendah.

Metode pengukuran jarak ultrasonik terutama mencakup metode deteksi fase, metode deteksi amplitudo gelombang akustik, dan metode deteksi waktu transit. Meskipun metode deteksi fase memiliki akurasi yang tinggi, namun rentang pengukurannya terbatas sehingga kurang diterapkan; metode deteksi amplitudo gelombang akustik memiliki akurasi yang rendah dan mudah terpengaruh oleh gelombang pantulan; sedangkan metode waktu transit berada di antara dua metode pertama, dengan akurasi dan pengukuran yang lebih tinggi, jangkauannya luas dan digunakan secara luas.

Dalam aplikasi praktis, desain sistem jangkauan memiliki pengaruh besar terhadap akurasi jangkauan. Oleh karena itu, menganalisis prinsip kerja dan proses jangkauan ultrasonik, meningkatkan metode dan metode jangkauan ultrasonik, dan meningkatkan akurasi jangkauan ultrasonik telah menarik lebih banyak perhatian. Menurut lingkungan spesifik dari sistem jangkauan, metode peningkatan akurasi sedikit berbeda. Artikel ini berfokus pada pengurangan pengaruh lingkungan eksternal, pilihan pengukur level ultrasonik dikombinasikan dengan realisasi sistem spesifik, untuk meningkatkan akurasi pengukuran level ultrasonik.