非接觸式單探頭超聲波物位檢測儀在攀鋼真空處理裝置鐵合金料倉中的應用，闡述了檢測儀的原理、功能特點及其安裝要求。實踐證明該超聲波物位計具有安裝簡便、維護量少、故障率低、精度高(其分辨率在±5mm內(nèi))、標定簡單、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，具有推廣價值。

1 引言

真空處理裝置主要對鋼水去除氣體、夾雜、脫硫、脫碳，處理過程中需添加合金調(diào)整鋼水成分，故設有14個合金料倉。為了掌握料倉中合金料位的多少，及時控制合金添加速度，需要對合金料位進行檢測。由于料倉被測介質(zhì)為粗糙的松散固體，在各種物位檢測儀表中，超聲波物位檢測儀具有非接觸、耐腐蝕、適合大儲罐的物料高度測量，而且可以對影響測量精度的因素進行修正和按照用戶要求輸出各種標準信號，已經(jīng)廣泛應用于生產(chǎn)過程中，因此選用公司的非接觸式單探頭超聲波物位檢測儀。

2 超聲波檢測原理

高功率的壓電陶瓷超聲波探頭發(fā)射聚焦成束的超聲波脈沖，穿過空氣到達被測介質(zhì)表面，該脈沖全部或部分被反射回探頭。探頭既是發(fā)射裝置，又是接收裝置，它將收到的反射波轉(zhuǎn)換成一個電信號。根據(jù)脈沖發(fā)出和收到的時間與探頭和介質(zhì)表面的距離成正比，距離D可由以下公式算出：

D=C·t／2 (2—1)

C——音速；t——聲波傳送時間。

設探頭到料倉低部的距離為乙，那么料倉高度H為：H=L-D=L-D=L-C·t／2，如圖2--1所示。B為盲區(qū)。

由于溫度變化對聲速C有較大影響，所以須通過溫度傳感器及其補償電路對其聲速進行補償。補償可按下面公式進行；C=331.45+0．61T，檢測系統(tǒng)每測量一次時間t，同時采用一次溫度廠值，然后根據(jù)上式計算出聲速C，帶入公式(2—1)計算出距離D。