超声波静力水准仪优点与缺点

时间：2023-03-02作者：湖南北斗星空自动化科技有限公司浏览：64

超声波静力水准仪属于精密的娇气仪器，对使用环境要求较高，适合于室内使用，如科研院所、地铁、隧道等环境温度变化较小，液体介质受控的场景使用。在户外工地等项目中也有部分客户在尝试使用，具体使用效果有待验证。

超声波静力水准仪原理：

超声波静力水准仪的基本原理和磁致伸缩液位水准仪一样，不同的是用超声波来测量液位的高度。由装在仪器底部的超声波探头发出超声波信号，到达液面被反射回来，根据探头接收到反射回波的时间差与超声波在液体中的传播速度，可以算出液体高度。

优点：

超声波静力水准仪的优点是无机械活动器件，传感器不和液体接触，抗电磁干扰能力强。液体中超声波的速度随温度而变化的因素，可以通过温度传感器做补偿，相比磁致伸缩水准仪，精度较高。当代的MCU可以测量的时间差在几个皮秒，相当于光走过0.1mm距离所用的时间。良好的算法软件结合高质量的压电陶瓷换能器，再加上优异的结构设计，超声波静力水准仪的精度可达到0.1mm级别。

缺点：

(1)安装不便：超声波静力水准仪的基本原理和磁致伸缩水准仪一样是靠液位测量实现功能的，因此体积较大，不便于安装。

(2)量程小：超声波静力水准仪受液体的高度的限制，量程一般在100-300mm，现场安装使用时需要用水准仪进行抄平，把水准仪尽量安装在同一个水准面上，以充分利用量程。

(3)使用要求高：液体表面和内部的气泡、悬浮物、水质等，均会改变超声波在液体中的传播速度，导致测量误差。使用时需要采取保温隔热措施，避免太阳照射带来的液体蒸发、气泡等带来的影响。

(4)受测点倾斜影响大：超声波束在液体中传播时，会逐渐扩大，不再是一条理想的测距“线”，随着传播距离的增加，到达液面时，逐渐扩大成为一个“圆面”。

从上述公式中可看出，当量程较大，液体倾斜时，发散角增大，会影响到测距的精度。

(5)价格较高：高精度的超声波静力水准仪需要使用较高品质的MCU、压电陶瓷换能器和罐体结构件，结合温度传感器、倾角传感器数据，用软件算法对测距数据进行补偿，所以成体成本较高。

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