分体超音波液位計の測定精度を高める方法は多くあり、以下はいくつかの主要な方法である:
1.インストール方法の最適化
垂直設置を確保する:超音波トランスデューサの方向は液面と垂直に保つべきで、これにより音波を垂直に発射と受信させ、傾斜設置による測定誤差を減らすことができる。垂直に取り付けられていないと、液面への音波の入射角と反射角が変化し、測定の正確性に影響を与える。
適切な設置位置を選択:液流入口、出口、攪拌機の近くまたは他の干渉しやすい場所に設置しないように、静かで遮蔽のない領域に設置しなければならない。例えば、攪拌器のある容器では、攪拌による気泡や液面変動が測定に影響を与えないように、攪拌器からできるだけ離れて取り付けなければならない。
2.温度補償を行う
音速に対する温度の影響を理解する:空気中の音波の伝播速度は温度の変化に従って変化し、温度が1℃上昇または低下するごとに、音速は約0.18%変化する。そのため、測定精度を向上させるためには、温度を監視し、補償する必要があります。
内蔵温度センサーを採用:一部の分体超音波液位計は内蔵温度センサーを搭載し、リアルタイムで環境温度を監視し、アルゴリズム上で超音波の音速を補償することができる。
3.虚偽エコーの克服
虚偽エコー源を識別する:虚偽エコーは液面上の泡、懸濁物、障害物などから来る可能性がある。これらの偽エコーは実液面のエコーと誤認され、測定結果が不正確になる。
感度と減衰時間の調整:超音波液面計の感度と減衰時間を調整することにより、いくつかの虚偽エコーをフィルタリングすることができる。感度を適切に下げることで、偽エコーの検出を減らすことができ、減衰時間を増やすことで測定信号を安定させることができる。
4.トランジット時間誤差の低減
時間制御回路(TGC)を追加:TGC回路は音波の減衰状況に基づいて受信信号の利得を自動的に調整し、異なる高さの液面を反射して戻ってくる信号の幅を基本的に一致させることができ、それによって信号の幅の違いによる計時誤差を減少させる。
ゼロクロス検出回路を採用:受信信号を微分処理することにより、ゼロクロス検出回路を利用して停止計時信号を発生し、この信号はエコー信号の時間中心点にあり、信号振幅の影響を受けず、通過時間誤差を完全に*除去することができる。
5.システム誤差を考慮して修正する
標準システム遅延:システム誤差は主にシステム遅延によって発生し、ハードウェア回路遅延、シングルチップの中断応答遅延、プローブ応答遅延などを含む。固定距離をテストし、システムの待ち時間を指定して修正することができます。
音響中心点距離を修正する:超音波で液体位置を測定する場合、液体距離はプローブ先端表面から液面までであるが、圧電セラミック音響中心はその表面にはなく、これはシステム誤差を引き起こす。この距離に起因する誤差と時間遅延差を1つに分類し、修正する必要がある。
6.分体超音波液位計にリアルタイム音速補償を採用
サウンドレンジラックの取り付け:発射プローブの先端にバッフルを取り付け、距離が固定されたサウンドレンジ区間を形成する。プローブが音波を発射すると、バッフルは音波の一部をプローブに反射し、発射から受信までの時間を計算することで音速を得る。
適切な材料を選択:音程フレームは環境温度の変化により音程距離が変化し、実測音速精度に影響を与えないように、低温度膨張係数の材料を選択しなければならない。
