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根据声波从发射至接收到液面回波所需时间与液面高度成比例的关系这一原理制成的液位测量仪器。 声波可以在气体、液体和固体等介质中传播。介质中声波的传播速度与介质的物理性质有关。任何一种介质对声波的传播又呈现一定的阻抗作用。声阻抗与介质的密度和弹性有关，定义为介质密度与声速的乘积。一般声波在穿透不同介质界面时会产生透射和反射。反射波的强弱取决于界面两边介质声阻抗的差异程度，差别越大，则反射越强。 超声液位计主要由产生超声波的换能器、接收超声波的换能器和时间间隔检测电路等组成。换能器通常由锆钛酸铅（即PZT）压电陶瓷构成，发射时利用其逆压电效应，接收时利用其正压电效应。根据传播介质的不同，超声波液位计可分为气介式、液介式和固介式三类。依据换能器不同的工作方式，又可分为自发自收的单探头方式和收发分开的双探头方式。图为气介式单探头方式超声液位计测量示意图。
超声液位计测量方法示意图
图中探头到液面的距离（L）可由下式求出
式中，c为气体中的声速；t为声波从发射至接收到液面回波所需时间。 从以上计算公式可以看出，要想通过测量时间间隔来计算液位，必须要求声波在介质中的传播速度（c）为恒值。然而，不同介质中声波传播速度不同，即使同种介质，不同温度，声速也不相同。所以实际测量中需对声速进行校正。通常校正方法有：校正具校正法，固定标记校正法和温度补偿校正法等。另外，在单探头工作方式中，由于发射脉冲有一定宽度，该段时间内无法辨识回波，故这段时间所对应的距离称为测量盲区。而在双探头方式中，由于发射和接收探头是独立设置的，因此盲区可大为减小。 目前，水利水电工程中普遍使用的回波式超声液位计，采用气介式单探头工作方式。其特点是安装维护方便，环境适应能力强。随着微处理器技术的不断发展，各种带有温度补偿和虚假回波辨识的智能化、一体化超声液位计在工程应用中越来越受到人们的青睐。其测量分辨率可达3mm，量程有几米到几十米，准确度可达0.25级，测量盲区只有0.25m。
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