非接觸式傳感器

　　超聲波和聲波液位計(jì)（非接觸式傳感器）的工作原理是利用聲波來確定液位。超聲波法的頻率范圍為~20-200 kHz，而聲波法使用的頻率為10 kHz。換能器以陣列形式將聲波向下引導(dǎo)至水面。這些波的回波返回到換能器，換能器執(zhí)行計(jì)算，將波行進(jìn)的距離轉(zhuǎn)換為高度的度量，從而轉(zhuǎn)換為水位。

　　正確安裝對(duì)于確保聲波垂直反射回傳感器很重要。否則，即使傳感器相對(duì)于加工材料的輕微錯(cuò)位也會(huì)減少換能器檢測(cè)到的聲波數(shù)量。此外，安裝地點(diǎn)應(yīng)該相對(duì)沒有障礙物，例如支架或梯子，以最大限度地減少錯(cuò)誤返回和由此產(chǎn)生的錯(cuò)誤響應(yīng)，盡管大多數(shù)現(xiàn)代系統(tǒng)具有足夠智能的回波處理，使工程更改變得非常困難。在很大程度上是不必要的，除非入侵阻止了從傳感器到目標(biāo)的視線。由于超聲波換能器用于傳輸和接收聲能，因此它會(huì)受到稱為振鈴的機(jī)械振動(dòng)循環(huán)。在處理回波信號(hào)之前，必須衰減（停止）這種振動(dòng)。最終結(jié)果是到傳感器表面的距離是盲目的，無法檢測(cè)到物體。它被稱為消隱區(qū)，通常為150mm1m，具體取決于換能器的范圍。

　　對(duì)電子信號(hào)處理電路的要求，可用于將超聲波傳感器制成智能設(shè)備。超聲波傳感器可以設(shè)計(jì)為提供點(diǎn)液位控制、連續(xù)監(jiān)測(cè)或兩者兼而有之。由于微處理器的存在和相對(duì)較低的功耗，它還可以與其他計(jì)算設(shè)備進(jìn)行串行通信，使其成為調(diào)整傳感器信號(hào)校準(zhǔn)和濾波、遠(yuǎn)程無線監(jiān)控或工廠網(wǎng)絡(luò)通信的良好技術(shù)。超聲波傳感器因其價(jià)格低廉和功能強(qiáng)大的強(qiáng)大組合而廣受歡迎。

　　非接觸式傳感器的應(yīng)用

　　1.將傳感器連接到橋梁或直接在水面上測(cè)量結(jié)構(gòu)的水位。

　　2.洪水應(yīng)用，避免泥石流造成的破壞

　　非接觸式傳感器的優(yōu)點(diǎn)

　　1.易于安裝在水面上的橋梁或結(jié)構(gòu)上。

　　2.減少傳感器結(jié)垢或腐蝕問題。它還減少了碎片造成的潛在損壞。

　　非接觸式傳感器的限制

　　1.聲音在空氣中的傳播速度隨空氣溫度而變化。換能器可能包含一個(gè)溫度傳感器以補(bǔ)償工作溫度的變化。然而，這只考慮傳感器處的溫度，隨著聲波接近水，溫度可能會(huì)發(fā)生變化。

　　2.雜物、極端湍流或水波作用會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)波動(dòng)。在儀器中使用阻尼調(diào)整或響應(yīng)延遲可能有助于解決這個(gè)問題。

　　3.到水面的最大距離通常為30英尺或更小。

　　4.限制在淺溪流或流速非常高且對(duì)深度要求最低的溪流中使用。

　　5.懸浮液中非常高濃度的細(xì)小沉積物可以散射和吸收聲波脈沖，防止可檢測(cè)回波的反射。

　　6.超聲波通常比其他水位傳感器需要更多的功率。

　　7.傳感器頭上的堆積物，即使是簡單的冷凝，都可能導(dǎo)致傳感器工作出現(xiàn)問題。