超聲波脈沖探頭怎麼不準

A. 超聲波探頭的問題

探頭肯定要接到電路中才能工作，如果正常接收到合適幅度合適頻率的超聲波信號，接收端應該給出電平信號，如果出現一串脈沖信號，說明接收信號幅度和持續性不好。當然探頭與探頭是有區別的，看你拿到的是什麼參數的，看看手冊吧！

B. 超聲波流量計的測量原理

當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，並且其傳播時間的變化正比於液體的流速，其關系符合下列表達式
其中
θ為聲束與液體流動方向的夾角
M 為聲束在液體的直線傳播次數
D 為管道內徑
Tup 為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup –Tdown
設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則
t1=L/(c+u)； t2=L/(c-u)
由於在工業管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。 如果超聲波發射器發射連續超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發射時所接收到的信號之間便要產生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利於提高測量精度。但存在者聲速c對測量結果的影響。 為了消除聲速c的影響，常採用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示 ▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，並且此法與聲速無關。超聲波技術及其應用一、沒測量水位概況
水電站多採用浮子式液位計或投入式液位計來進行水位測量。其缺點為：測量精度低，不可靠，經常出現浮子卡死不動和感測器堵塞導致測不準；維護工作量大，安裝、調試不便，採集到的僅是模擬告警信號，不能直接進入電廠計算機監控系統。對無人值班電廠不實用。
通過對攔污柵水位測量系統進行了反復對比，優化得出最後的方案設計，採用超聲波液位計對柵前、柵後水位進行實時准確監測，超聲波液位計用PLC對採集量進行處理。並且把實時水位和壓差數據送到中控室，超聲波液位計顯示和越限報警。超聲波液位計同時採用RS422/RS232介面，又把實時數據送到大壩集中控制室工控機，處理成計算機通信報文，最終將採集量送到電廠計算機監控系統上位機。
該項目實施後不僅滿足欄污柵柵前、柵後水位及壓差的多點實時監測，及報警功能，而且結束了攔污柵測量系統獨立工作，無法與電廠計算機監控系統通訊的局面。實現與閘門系統的監視功能、控制功能以及故障時ON-CALL尋呼系統功能的集成。滿足了無人值班電站的需要。該技術在雲南省電力系統還是第一家。 超聲波液位計測量水位的原理以及安裝要求 超聲波液位計工作時，高頻脈沖聲波由換能器（探頭）發出，遇被測物體（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一換能器（探頭）接收，轉換成電信號。脈沖發送和接收之間的時間（聲波的運動時間）與換能器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸的距離S與聲速C和傳輸時間T之間的關系可以用公式表示：S=CⅩT/2
例如：聲速C=344m/s，傳輸時間為50ms，即可算出傳輸的距離為17.2m，測定距離為8.6m。
三．可編程超聲波式攔污柵水位測量系統在田壩電站應用產生的效果
用超聲波液位計測量大壩水位在當今國內尚不普遍，技術上尚無經驗可以借鑒。在這樣的情況下，我們充分利用PLC與超聲波液位計這一領域的先進技術，按照總體規劃，長遠考慮，一次到位，避免重復改造，重復投資的這一原則，對該項目進行自行設計，全面順利地完成了這一課題。在該領域取得了較有價值的經驗。為目前我國國內水電站實現對大壩水位監測系統提供了一個可以借鑒的範例。

C. 影響超聲波檢測儀數值的因素

超聲波測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的 ， 當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時 ， 脈沖被反射回探頭 ， 通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恆定速度在其內部傳播的各種材料均可採用此原理測量。

影響 超聲波測厚儀 示值的因素：

（1）工件表面粗糙度過大 ， 造成探頭與接觸面耦合效果差 ， 反射回波低 ， 甚至無法接收到回波信號。對於表面銹蝕 ， 耦合效果極差的在役設備、管道等可通過砂、磨、挫等方法對表面進行處理 ， 降低粗糙度 ， 同時也可以將氧化物及油漆層去掉 ， 露出金屬光澤 ， 使探頭與被檢物通過耦合劑能達到很好的耦合效果。

（2）工件曲率半徑太小 ， 尤其是小徑管測厚時 ， 因常用探頭表面為平面 ， 與曲面接觸為點接觸或線接觸 ， 聲強透射率低（耦合不好）。可選用小管徑專用探頭（6mm ) , 能較精確的測量管道等曲面材料。

（3）檢測面與底面不平行 ， 聲波遇到底面產生散射 ， 探頭無法接受到底波信號。

（4）鑄件、奧氏體鋼因組織不均勻或晶粒粗大 ， 超聲波在其中穿過時產生嚴重的散射衰減 ， 被散射的超聲波沿著復雜的路徑傳播 ， 有可能使回波湮沒 ， 造成不顯示。可選用頻率較低的粗晶專用探頭（2.5MHz)。

（5）探頭接觸面有一定磨損。常用測厚探頭表面為丙烯樹脂 ， 長期使用會使其表面粗糙度增加 ， 導致靈敏度下降 ， 從而造成顯示不正確。可選用500#砂紙打磨 ， 使其平滑並保證平行度。如仍不穩定 ， 則考慮更換探頭。

（6）被測物背面有大量腐蝕坑。由於被測物另一面有銹斑、腐蝕凹坑 ， 造成聲波衰減 ， 導致讀數無規則變化 ， 在極端情況下甚至無讀數。

（7）被測物體（如管道）內有沉積物 ， 當沉積物與工件聲阻抗相差不大時 ， 測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。

（8）當材料內部存在缺陷（如夾雜、夾層等）時 ， 顯示值約為公稱厚度的70% ， 此時可用超聲波探傷儀進一步進行缺陷檢測。

（9）溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低 ， 有試驗數據表明 ， 熱態材料每增加100°C ， 聲速下降1%。對於高溫在役設備常常碰到這種情況。應選用高溫專用探頭（300－600°C) ， 切勿使用普通探頭。

（10）層疊材料、復合（非均質）材料。要測量未經耦合的層疊材料是不可能的 ， 因超聲波無法穿透未經耦合的空間 ， 而且不能在復合（非均質）材料中勻速傳播。對於由多層材料包紮製成的設備（像尿素高壓設備） ， 測厚時要特別注意 ， 測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。

（12）耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣 ， 使超聲波能有效地穿入工件達到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當 ， 將造成誤差或耦合標志閃爍 ， 無法測量。因根據使用情況選擇合適的種類 ， 當使用在光滑材料表面時 ， 可以使用低粘度的耦合劑；當使用在粗糙表面、垂直表面及頂表面時 ， 應使用粘度高的耦合劑。高溫工件應選用高溫耦合劑。其次 ， 耦合劑應適量使用 ， 塗抹均勻 ， 一般應將耦合劑塗在被測材料的表面 ， 但當測量溫度較高時 ， 耦合劑應塗在探頭上。

（13）聲速選擇錯誤。測量工件前 ， 根據材料種類預置其聲速或根據標准塊反測出聲速。當用一種材料校正儀器後（常用試塊為鋼）又去測量另一種材料時 ， 將產生錯誤的結果。要求在測量前一定要正確識別材料 ， 選擇合適聲速。

（14）應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在 ， 固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響 ， 當應力方向與傳播方向一致時 ， 若應力為壓應力 ， 則應力作用使工件彈性增加 ， 聲速加快；反之 ， 若應力為拉應力 ， 則聲速減慢。當應力與波的傳播方向不一至時 ， 波動過程中質點振動軌跡受應力干擾 ， 波的傳播方向產生偏離。根據資料表明 ， 一般應力增加 ， 聲速緩慢增加。

（15）金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表面產生的緻密氧化物或油漆防腐層 ， 雖與基體材料結合緊密 ， 無名顯界面 ， 但聲速在兩種物質中的傳播速度是不同的 ， 從而造成誤差 ， 且隨覆蓋物厚度不同 ， 誤差大小也不同。

超聲波測厚儀主要功能

1．簡單易操作的參數配置界面

2．可調整的實時A掃描 ， 可調整增益、閘門、消隱、范圍、平移等參數

3．實時B掃描功能 ， 顯示工件的剖面圖 ， 用於觀察被測工件的底面輪廓

4．數值視圖 ， 用大數字顯示厚度值

5．厚度報警：可設置厚度界限 ， 對界限外的測量值自動報警

6．最值模式：捕獲測量過程中的最大最小值

7．差值模式：獲得當前測厚值與標稱厚度之差以及差值與標稱厚度的百分比

8．支持毫米和英寸兩種厚度單位

9．用戶可選的測量解析度米制X.XX和X.X ， 英制為X.XXX和X.XX

10．用戶可選的波形樣式：外形線或填充

11．用戶可選的整流模式：射頻 ， 倒相射頻 ， 全波 ， 負半波 ， 正半波

12．多種語言界面可選

13．待機時間：超長待機 ， 長達35小時

D. 老師您好，我想問個關於超聲波探頭特性的問題。

首先，超聲波測距你的信號源應該使用脈沖信號，而不是連續的鋸齒波；

其次，你用的兩個超聲波探頭是同向測量還是相對測量，換句話說就是兩個探頭的關系是什麼；

對於這兩種不同的方式，測距的原理如圖

再次，你上的圖中的橫坐標就是你所謂的計數次數么，如果是，那發射端發射連續的鋸齒波周期為計數100次所用的時間，傳播過程中頻率特性不變，那麼接受端必然周期也是100次所用的時間。

最後，給你一篇文章，超聲波測量軟組織生物力學特性診斷系統的研究，天津大學，孫穎。你要看的重點是：互相關形變測量的基本原理

E. 影響超聲波流量計計量的有什麼因素

1.流體介質
（超聲波流量計能測的介質也是有要求的，有些介質測不了）

2.介質的溫度

3.是否滿管（液體超聲波流量計）

4.時差法原理的超聲波流量計只能測較為純凈的液體流量。

5.多普勒法超聲波流量計專門測帶雜質氣泡的液體流量

6.管道的材質

7.管道的壁厚

8.介質的流速范圍（過低過高都測不準）

9.當感測器探頭接觸管壁的時候是否充分接觸，一般的管壁都需要經過打磨處理，加上耦合劑才能達到充分接觸，如果接觸不好會影響信號傳遞

10.感測器探頭安裝的距離（指的是時差法的超聲波流量計，時差法是通過超聲波的折射來完成測量的，如果距離不對那對信號也是影響非常大的）

F. 超聲波感測器的測量精度受到哪些因素影響

超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號（通常是電信號）的感測器。超聲波感測器利用聲波介質對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測。其中超聲波是振動頻率高於20KHz的機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。因此超聲波感測器對透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質均能檢測尤其是在陽光不透明的固體中。其檢測性能幾乎不受任何環境條件的影響，包括煙塵環境和雨天。
然而關於影響超聲波感測器測量精度的因素卻是多個方面的。接下來工釆網小編來具體介紹一下。
首先對於超聲波感測器而言，測量精度通常是指模擬輸出的測量值的絕對精度。基於回波傳輸時間，超聲波感測器的測量精度依靠數個物理參數。這些參數通常與空氣和內部偏差相關。
由於空氣溫度對超聲波感測器的測量精度有很大的影響。當超聲波脈沖的回波的傳播時間被測量後，感測器用聲速計算到目標物的距離。然而，由於空氣溫度的改變，聲速每Kelvin改變0.17%. 幾乎所有的倍加福超聲波感測器都有一個溫度探測器來彌補這種影響。因此這個探測器測量環境溫度，感測器修正測量值的相關溫度偏移。例如：在室溫和較低的溫度下，濕度對聲速的影響可以忽略不計。然而，在高溫下，聲速隨著濕度的增高而增高。
其次超聲波感測器具有溫度補償的特性。那是因為超聲波感測器使用回波傳輸時間的方法原理，即測量超聲波脈沖發出和測得回波的時間間隔。超聲波感測器通過聲速來計算目標物的距離。當聲音在空氣中傳播時，聲速在室溫下大概是344 m/s。該特性能使模擬量輸出型的超聲波感測器在一個寬溫度范圍內獲得高達0.6mm的重復精度。其中聲速是依靠溫度來改變的，每升高一攝氏度改變約17%。因此，大多數的超聲波感測器配有溫度探測器用於測量距離的修正。這個補償可以在超聲波感測器從-25? C 到+70? C工作范圍內執行，並得到±1.5%的測量精度。
除空氣溫度、溫度、溫度補償以外氣壓、氣流、氣體類型、外部噪音等因素也會影響超聲波感測器的精度，相對於氣壓而言聲速在海平面和3000米海拔高度傳播時下降不到1%。指定位置的大氣波動可以忽略不計，對聲速的影響是難以衡量的。但是氣流對超聲波測量沒有影響。那是因為如果目標物有標准反射板的反射特性，一般氣流（風）7kn（50-61.5 km/h）對超聲波測量沒有影響。當然暴風雨天氣或者颶風可能導致不穩定的測量（信號衰減）。目前在關於聲速的變化，沒有得出常規的結論。這是因為氣流方向和氣流速度時常改變。另一方面外部噪音也是影響超聲波精度的一個因素，由於外部噪音和被測目標物的回波是不同的，通常不會引起誤判。如果幹擾源與超聲波感測器有同樣的頻率，內部噪音的振幅一定不會超過目標回聲的振幅。
無論是超聲波感測器本身還是周圍環境因素，都會影響距離測量的精確度，這時可以考慮採取一些措施，例如採用超聲波感測器 - MB7092