摘要：设计了一套超声波料位测量的装置。实验装置采用了二维平面运动机构进行料仓内的堆积情况的检测。研究了超声波传感器的发散角、发射强度以及料仓内物料的特性，料仓的料位高低、堆积情况以及仓壁的位置等因素对超声波料位测量精度的影响，研究了其它实验过程中的有可能对超声波料位测量产生影响的因素，并完成仓内水位测量、带堆积角的散装粉体物料等两种料位的测量，然后与用直接测量得出的结果做出比对，并对测量结果进行分析，检验超声波测量的精度并且给出测量误差分析。65187

毕业论文关键词：超声波；料位；测量；误差分析

Title：Measurement Technique of Ultrasonic level 

Abstract：

Introduces an ultrasonic level measurement. Experimental device uses a two-dimensional planar motion institutions buildup inside the silo detection. Divergence angle of the ultrasonic sensor, the emission intensity and characteristics of the material within the hopper, silo material level height, as well as warehouse wall stacked position and other factors on ultrasonic level measurement accuracy, as well as other possible during the experiment ultrasonic level measurement on factors that affect and complete warehouse level measurement with angle of repose of bulk powder materials such as two kinds of material level measurement, and then with the results of direct measurements to make comparison, detecting ultrasonic measurement measurement accuracy and gives error analysis.

Keywords：Ultrasound; material level; measurement; Error Analysis

目次

1  绪论 … 1

2  超声波料位测量理论基础  4

3  超声波料位测量实验设计  7

3.1  传感器的挑选  7

3.2  超声波料位测量 … 10

3.3  发散角、发射强度的研究 … 13

4  数据处理与误差分析  16

4.1  传感器的挑选  16

4.2  超声波料位测量 … 17

4.3  发散角的测量  20

结论  …  22

致谢  …  23

参考文献  …  24

1  绪论

料位作为工业生产的主要过程参数之一，需要进行准确可靠的测量，使用接触式物位测量方法受物料特点影响较大，故常用非接触测量方法。【17】在被称为5大非接触测量的超声波、微波、激光、核辐射和称重物位仪表中，由于传感器技术的进步，微处理器和数字电子线路的应用，以及研制和测试中计算机仿真技术的应用，超声波测量物位在工业过程中已得到广泛的使用，它有许多优越性：不仅可以定点和连续测量，而且能方便地提供各类遥控所需要的信号。【17】超声波测量技术可以选用气体、液体或固体作为传声介质，因而有较好的适应性，一般，超声波测量物位系统中不需要有运动部件，所以安装维护较方便，价格适中。【17】由于超声波物位计在测量上的这些优点及其产品的成熟性，目前，已占非接触式物位仪表市场的70％左右。【17】

如上提到，料位测量有很多种，其中有超声波料位计、雷达料位计、导波雷达料位计、激光料位计、射频导纳料位计、旋转式料位计、重锤式料位计、射线式料位计等。下面分别介绍几种料位计。

1.1  超声波料位计

在一定条件下，超声波传播速度为一个常数，通过测量声波从测量探头传播至物料表面并返回到探头所用的时间即可测出所测量的料位。【1】

超声波料位计，以其先进的测量技术，丰富的功能和简便的安装在工业生产中获得了广泛的应用，同时由于超声波料位计受温度、压力、介质特性等因素的影响，所以在实际测量中也遇到了各种各样的问题。【2】