隨著工業自動化程度的提高，對液位（wèi）計的（de）測量（liàng）精度要求越來越高，同時相應的液位計檢定裝（zhuāng）置的溯源準（zhǔn）確性也提出了越來越高的要求。在液位（wèi）測量中（zhōng），超聲波液位計（jì）的應用越來越廣泛（fàn），但超聲波液位（wèi）計的測量精度很容易受到外界環境因素（sù）的影響（xiǎng），比如溫濕度、粉（fěn）塵、被測介（jiè）質的化（huà）學成分等。下麵恒升偉業針對超聲波液位計測量中可能出現的一些誤差進行了分析（xī），並提出了相應的校準方法。

一、參（cān）考聲速精度誤差

從距離值（zhí）S與聲速C和傳輸時間T之間的（de）關（guān）係公式S=C×T/2可知，超聲波（bō）的傳播時間是液位計測量的中間結果，利用超聲波液位計測量液位，還需要知道超聲波在空（kōng）氣中的傳播速度，因此（cǐ）對超聲波傳（chuán）播速度取值精度將極大地影響超聲波液（yè）位（wèi）計的（de）測量精度。

•溫度補償

一般（bān）情況下，溫度是影響聲速的主要因素（sù）。可通過在超聲波液位計上安裝溫度傳感器實時測量溫度，並利用溫度與聲（shēng）速的關係，換算出聲速值。

•實時聲速補（bǔ）償

由於受測量環境的複雜性（xìng）和（hé）測量方法等因素的影響，無論是利用何種經驗公式和經（jīng）驗數據對聲速進行補償，都（dōu）需要引進新的誤差。

如圖所（suǒ）示，在發射探頭前端安（ān）裝一個擋板，擋板與探頭（tóu）形成一個距離固定的聲程區間，該結構稱之為聲程架。當探（tàn）頭發射聲波時，該擋板能將一部分聲波反射回探頭。探頭接收到反射波後，計算從發射到接收的時間，並計算出聲速。

二、渡越時間誤差

聲波是縱向振動的彈性機械波，它借助傳播介質的分子運動而傳播。由於傳播介質的（de）吸收、散射和聲波的擴散等原因，導致聲強、聲壓和聲能減弱，發生聲波衰減。並且超聲波液位計的測量需要在被測液（yè）麵上形成一次聲波反射，這同樣會引起聲波的衰（shuāi）減。目前比較簡單的（de）消除渡越時間誤差的方法是增加時間控製電路（TGC、，利用TGC電路補償聲波（bō）在傳播過程（chéng）中（zhōng）的衰減，使各種液麵（miàn）高度情（qíng）況下，接收波的幅度基本保持一致（zhì），從而（ér）盡量減小測量誤差。但是這種方法還是具有較大局限性。該方法需（xū）要預知不同液位高度聲波的傳（chuán）播時間，以及在這（zhè）段距（jù）離（lí）內聲波的衰減量，然後將兩者的對應關係（xì）擬製出一條曲線，並設計出符合（hé）這一曲線方程（chéng）的時間增益控製電路。

根據前麵的分析，傳播時（shí）間和衰減量是較為（wéi）重要的兩個因素，它們易受（shòu）現（xiàn）場環境影響，而不能與事先擬製的曲線很好吻合。並且，即使擬合的曲線十分***，也難以設計出與之完全吻合的TGC電路。由此，在（zài）補償中新的誤差（chà）引入也就在所難免了。而要徹底消除渡越時間（jiān）誤差，接收電路的信號變換過程為經過前（qián）置預處（chù）理的接收信號，經過直流檢波後提取出信號的包絡，將包絡進行微分處理。通過信號的變換過程，無論接收信號的幅（fú）度如何，其包絡的峰值肯定處於接收信號的時間中心點上（shàng），即微分信號的過零處。

三、係統誤差

係統誤差主要由（yóu）係統時延產生，係統延時（shí）的主要來源有硬件電路延時、單片機的中斷響應延時、探頭響應延時等（děng）。由於超聲波液位（wèi）計工作於脈衝發射狀態，單片機每次發出發射（shè）命令後，發射功放電（diàn）路要經過一個能量蓄積的過程才能達到發射狀態，同時探頭內（nèi）的壓電陶瓷也有一個起振過程，要達到40kHz的（de）振動頻率也（yě）需要一定時間。而計時卻是從發射命令發出開始的，因此這個係統時延必須要予以考慮，並在軟件上進行補償。

另（lìng）外，超聲波（bō）測量液位時，液位距離都是（shì）從探頭前端表麵到液麵，實際上壓電陶瓷（cí）聲學（xué）中心並不是在其表麵上。因（yīn）此，從探頭表麵到聲學中心點的距離，也會引起係統誤差，這個誤差可以和時延誤差歸為一類，並一同修正。

對於同一（yī）個型號或批次的超聲波液位計，由（yóu）於所（suǒ）用的元件、材料工藝（yì）等都一樣，其係統時延也相差無幾（jǐ），並且是一個比較（jiào）固定（dìng）的值。因此，可以通過對固（gù）定距離（lí）測試的方式，標定並修正係（xì）統時延（yán）。

以（yǐ）上對超（chāo）聲波液位（wèi）計測量（liàng）中幾種主（zhǔ）要誤差進行了分析，並提出了修正方法，計為Uson-11係（xì）列超（chāo）聲波液位計根據以上修正方法的液位計，在測量精度上有較（jiào）大提高，其帶有溫度補（bǔ）償，精度高，適應性（xìng）強；采用特殊回波處理方式，有效避免（miǎn）虛假回波（bō）；整（zhěng）機（jī）防護等級高達IP66/IP67，能夠在不同工業環境中應用。