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恒奧德儀器聲學(xué)水位計(jì)作原理誤差來源

聲學(xué)水位計(jì)系采用聲管傳聲、應(yīng)用空氣聲學(xué)回聲測距原理來行水位測量的新型水位測量儀器。由收發(fā)共用聲學(xué)換能器發(fā)射聲脈沖、聲波經(jīng)聲管傳聲遇水界面產(chǎn)生反射，反射波由同換能器接收。測得聲波在空氣中的傳播時(shí)間及現(xiàn)場聲速，計(jì)算出聲學(xué)換能器發(fā)射面至水面的距離，依據(jù)聲學(xué)換能器安裝基準(zhǔn)面及水位零點(diǎn)得到水位值

誤差來源

空氣溫度因素的影響

聲音在空氣中的傳播速度ν不是常數(shù)，與溫度有關(guān)，因此行水位測量，須準(zhǔn)確測量溫度，并保證溫度傳感器準(zhǔn)確地感應(yīng)環(huán)境空氣溫度。若要把測量度控制在厘米級內(nèi)，溫度測量的分辨率應(yīng)達(dá)到0.1攝氏度。 [2]

水面波動(dòng)因素的影響

由于氣介式聲波水位計(jì)無需測井、安裝方便，因此容易受風(fēng)、船行引起的浪波等影響。起伏的浪波不但使水位變化，而且改變聲波回波的方向，減弱聲波回波信號。

利用由風(fēng)引起波浪的水位變化均有周期性這特點(diǎn)，可以采用在定時(shí)間內(nèi)多次采樣后求平均值，使測量值接近真值。采樣的時(shí)間越長，采集的數(shù)據(jù)越多，測得的水位越確。為了消除由船行駛引起的波浪成水面的水位不規(guī)則變化的影響，可以將采樣數(shù)據(jù)排序，去掉大和小的分?jǐn)?shù)據(jù)，取中間數(shù)據(jù)的平均值。用這種“中間平均法" 可以有效防止些測量干擾。在水位變化平緩的地方，可以采用控制水位變化率的方法來行濾波。例如每次采樣數(shù)據(jù)水 位變化只允許 1 cm，多次采樣后的數(shù)據(jù)就等于或接近真實(shí)水位，可以減少些隨機(jī)干擾