如何解决超声波液位计的声速精度误差？

　　在液位测量中，超声波液位计的使用非常普遍。但由于超声波的测量精度很容易受到温度、湿度、粉尘、被测量液体的化学成分等多方面因素的影响，导致其测量精度不高。本文对该液位计测量中可能出现的一些误差进行了分析，并提出了相应的补偿措施。

　　

　　超声波液位计参考声速精度误差

　　

　　从距离值S与声速C和传输时间T之间的关系公式S=C×T/2可知，利用液位计测量液位，还需要知道超声波在空气中的传播速度，因此超声波传播速度取值精度将影响液位计的测量精度。

　　

　　一、温度补偿

　　

　　一般情况下，温度是影响声速的主要因素。可通过在超声波液位计上安装温度传感器实时测量温度，并利用温度与声速的关系，换算出声速值。但是，实际上声速又不仅仅受温度影响，还与气体密度、气压、湿度、空气中的悬浮物等诸多因素有关。

　　

　　因此，在实际应用中，仅利用测量温度的方法，对声速进行标定还有诸多不足，且在温度测量过程中也会存在一定的误差，因此温度补偿方法只适用一般应用，而无法满足高精度测量。

　　

　　二、实时声速补偿

　　

　　实践证明，由于受测量环境的复杂性和测量方法等因素的影响，无论是利用何种经验公式和经验数据对声速进行补偿，都需要引进新的误差。因此，利用实测声速的方法进行声速补偿被认为是可靠的补偿方法。

　　

　　在发射探头前端安装一个挡板，挡板与探头形成一个距离固定的声程区间，该结构称之为声程架。当探头发射声波时，该挡板能将一部分声波反射回探头。探头接收到反射波后，计算从发射到接收的时间，并计算出声速。

　　

　　利用实测声速方法进行补偿，由于补偿声速与测量声波传播路径所处的环境非常相似，所受的环境影响也基本一致，其声速通常比较接近，所以这种方法是目前使用精确的声速修正方式。

　　

　　但是这种方法的使用中，声程架应选用低温度膨胀系数的材料，以免环境温度变化声程架发生热胀冷缩，使声程距离发生改变，影响实测声速精度。