西门子7ML5221-1AA11

超声波原理
引言
超声波物位测量是基于回声测距原理。由于在发出声音和听到
声音之间有一个可测量的时间差，因此声音可用作一种测量工
具。然后将该时间差可转换成有用信息。超声波传感器可产生
20,000 Hz 以上的超声波，然后计算回波的时间差。
传感器可发出超声波，感测回波，然后收发器计算时间差，并转
换成为有用信息。
西门子超声波装置内置了**的声智能回波信号处理技术及*特
的算法。声智能技术能够区分来自现场的真实的回波和来自障碍
物或电子噪声中的假回波。
典型系统
超声波物位测量需要两个部件：一个用于发出声音，采集回波（传
感器），另一个用于计算数据，导出测量结果（变送器）。即使
某些超声波仪表将某些部件进行了集成，但有些功能仍不同。**
声波测量系统将信号输出到PLC 或PC 进行过程控制。
操作原理
传感器中的压电晶体可将电气信号转换成为声能，以脉冲形式在
空气中传播，然后经由目标物反射回到传感器。此时传感器作为
接收装置，将声能转换成为一种电信号。电信号处理器可以分析
回波，计算传感器和目标之间的距离。从发出声音到收到回波之
间的时间与传感器和容器中物料之间的距离成正比。基于时差原
理的超声波测量技术，公式如下：距离=（声速 x 时间）/2。
常用术语
衰减
是指从信号一个点传输到另一个点时的强度降低。衰减可表示为
输入强度与输出强度之比，单位为分贝。
波束角
在能量减少一半（-3dB）处，以传感器轴线为中心的圆锥范围内
定义为波束角。
盲区
从收发器忽略接收回波的传感器面向下延伸的*区域称为盲
区。盲区也忽略余振回波。
回波置信度
回波检测准确性的识别能力。回波可靠性测量。
余振
在终止脉冲传送后传感器继续振动的固有特性。传送脉冲的衰减。
传感器/ 收发器
传感器提供初始超声波脉冲，并接收其回波。超声波传感器可放
大由压电晶体发出的声波，并传送声波到传感器的表面，同时将
衰减来自其它的传感器发射的声波做衰减处理。
收发器分析来自传感器的回波，确定必要的测量。