首页 > 行业新闻 > 当测量环境中存在多个反射界面时,超声波液位计是如何区分目标液位反射信号与其他干扰信号的?

当测量环境中存在多个反射界面时,超声波液位计是如何区分目标液位反射信号与其他干扰信号的?

2024-09-24

一、信号特征分析

基于时间特性:超声波液位计发射超声波后,根据声波传播到目标液位再反射回来的时间来计算液位高度。在存在多个反射界面的环境中,不同反射界面与液位计探头的距离不同,这就导致反射信号返回的时间存在差异。通过精确测量发射信号与接收信号之间的时间间隔,并且结合已知的超声波在介质中的传播速度,就可以计算出每个反射信号对应的距离。通常,目标液位反射信号的时间符合液位计测量距离的预期范围,而其他干扰反射信号可能由于距离不合适而被区分出来。

基于信号强度:一般来说,目标液位反射信号的强度相对较强。这是因为液位表面通常是一个较大的平整界面,能够有效地反射超声波。而其他干扰反射界面可能面积较小、形状不规则或者材质对超声波的反射率较低,导致反射信号强度较弱。超声波液位计通过对接收信号强度的分析,可以判断出哪些信号可能是来自目标液位的反射信号,哪些是干扰信号。

超声波液位计.jpg

二、信号处理算法

滤波算法:在信号处理过程中,采用滤波算法来去除干扰信号。例如,可以使用低通滤波器去除高频干扰信号,因为一些干扰源可能产生高频噪声。同时,也可以根据目标液位反射信号的频率特征设计带通滤波器,只允许目标液位反射信号所在频率范围内的信号通过,从而过滤掉其他频率的干扰信号。

智能识别算法:基于大量的实验数据和数学模型,开发智能识别算法。这些算法能够根据信号的多种特征,如时间、强度、频率、波形等,综合判断哪些信号是目标液位反射信号。例如,通过建立神经网络模型,对历史测量数据进行学习和训练,使模型能够自动识别目标液位反射信号的特征模式,在实际测量中快速准确地区分目标信号和干扰信号。


三、硬件设计优化

波束角度调整:通过调整超声波液位计探头的波束角度,可以减少对非目标反射界面的照射,从而降低干扰信号的产生。较窄的波束角度能够更集中地指向目标液位,使反射信号主要来自目标液位。例如,在一些测量环境复杂的场合,可以选择波束角度较小的探头,提高信号的针对性和准确性。

多探头协同工作:在一些特别复杂的测量环境中,可以采用多个超声波探头协同工作的方式。这些探头可以从不同的角度发射和接收超声波信号,通过对多个探头接收信号的综合分析,可以更准确地确定目标液位反射信号。例如,在一个大型容器中,多个探头可以相互补充和验证,避免单个探头受到干扰信号的影响而产生测量误差。


在超声波液位计的选择上,上海飞卓科技是一个非常不错的选择。上海飞卓科技的超声波液位计在设计上充分考虑了复杂测量环境中信号干扰的问题。其产品通过先进的信号特征分析、高效的信号处理算法以及优化的硬件设计,能够有效地在存在多个反射界面的环境中区分目标液位反射信号与其他干扰信号,为用户提供准确、可靠的液位测量解决方案。