[发明专利]一种超声波液位测量方法和装置

权利要求书

1.一种超声波液位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将信号发射系统的发射探头安装在气液鼓泡装置侧壁面下部，将信号发生器产生的信号转换为超声波信号；

步骤2，将信号采集系统的接收探头安装在气液鼓泡装置侧壁面上部，接收超声波信号，并将超声波信号转换为电信号后传输给采集卡和计算机；

步骤3，根据超声波信号的振幅衰减原理以及减震原理，建立超声波阻尼衰减液位检测模型；

步骤4，根据超声波阻尼衰减液位检测模型，建立接收到的信号与液位之间的关联式，对液位进行检测。

2.根据权利要求1所述的超声波液位测量方法，其特征在于，步骤1中，信号发生器产生的超声信号频率为50～250kHz。

3.根据权利要求1所述的超声波液位测量方法，其特征在于，步骤2中，接收探头的采样频率为100kHz～500kHz。

4.根据权利要求1所述的超声波液位测量方法，其特征在于，步骤3中，所述的超声波阻尼衰减液位检测模型为：

y＝xexp(C(1-x))

其中

x＝H/L

y＝(E₀-E)/(E₀-E_L)

式中，E₀代表液位在发射探头时，接收探头接收到的信号能量；E代表液位高度为H时接收探头接收到的能量；E_L代表液位在接收探头位置时，接收探头接收到的能量；L代表接收探头安装位置的液位高度；C为无因次方程的模型参数。

5.根据权利要求4所述的超声波液位测量方法，其特征在于，所述的模型参数C的得到方式为：在测量之前，通过在发射探头和接收探头之间选择4个液位作为测量点，进行静态和动态液位测量变化实验，并对获得的数据进行处理得到。

6.根据权利要求1或4所述的新型的超声波液位测量方法，其特征在于：步骤3中，建立超声波阻尼衰减液位检测模型后，获取待测液体物料的密度、粘度与模型参数C的关系式，对检测模型进行校正。

7.一种超声波液位测量装置，包括信号采集系统和信号发射系统，所述信号采集系统由接收探头、前置放大器、主放大器、采集卡和计算机组成，所述信号发射系统包括信号发射器和发射探头，其特征在于，发射探头和接收探头贴在被测装置的壁面；接收探头通过前置放大器与主放大器相连；采集卡一端与主放大器相连，另一端与计算机相连；信号发生器一端与发射探头相连，另一端与计算机相连。

8.根据权利要求7所述的超声波液位测量装置，其特征在于，所述接收探头和所述前置放大器的数量相同。

9.根据权利要求7或8所述的超声波液位测量装置，其特征在于，所述接收探头数量为1～10个，接收探头之间的间距相同。

10.根据权利要求7所述的超声波液位测量装置，其特征在于，所述采集卡采集至少10个信号，并通过网线或无线传输模块与计算机相连。