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超聲波是機械波的一種，即是機械振動在彈性介質中的一種傳播過程，它的特征是頻率高、波長短、繞射現象小，另外方向性好，能夠成為射線而定向傳播。
超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透能力強，尤其是在對光不透明的固體中，超聲波可穿透幾十米的長度，碰到雜質或界面就會有顯著的反射，超聲波液位計就是利用它的這一原理而工作的。
在超聲波檢測技術中，不管那種超聲波儀器，都必須把電能轉換超聲波發射出去，再接收回來變換成電信號，完成這項功能的裝置就叫超聲波換能器，也被稱作為探頭。
將超聲波換能器置于被測液體或物位上方，向下發射超聲波，超聲波穿過空氣介質，在遇到水面或物體介面時被反射回來，然后被換能器所接收并轉換為電信號，電子檢測部分檢測到這一信號后將其變成物位信號進行顯示并輸出標準信號，供其它儀表或控制裝置使用。由超聲波在介質中傳播原理可知，若介質壓力、溫度、密度、濕度等條件一定，則超聲波在該介質中傳播速度是一個常數。
因此，當測量出超聲波由發射到遇到物面或液面反射被接收所需要的時間，則可換算出超聲波通過的路程，從而間接地測量出物位或者液位數據。
一體式超聲波液位計的工作原理是由換能器（探頭）發出高頻超聲波脈沖遇到被測介質表面被反射回來，部分反射回波被同一換能器接收，轉換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發射到接收到超聲波脈沖所需時間間隔與換能器到被測介質表面的距離成正比。此距離值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。
由于發射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區域內的反射波與發射波重迭，無法識別，不能測量其距離值。這個區域稱為測量盲區。盲區的大小與超聲波物位計的型號有關。
一體式超聲波液位計常見故障處理：
故障一、在超聲波持續零液位時，頂部燈亮，輸出電流為22MA。而且隔一段時間后恢復液位時，故障不能自動解除，需關電重啟后正常，給客戶帶來不必要的麻煩甚至損失。
解決方案：出現這種故障是安裝附件的選擇問題。由于是0度發射，優點上面也介紹了。另外它的另外一個與眾不同的特點是，超聲波的發射除了平面頭外，在螺紋這里也是有發射的。如果持續的零位，在加上安裝件選用金屬支架。超聲波液位計就會識別到支架部分的信號強度大于平面頭接收的信號強度。而金屬支架部分與發射波之間處于盲區距離。所以超聲波處于保護狀態，故障燈常亮，輸出22MA。解決的辦法就是選用非金屬支架。因為選用非金屬支架后，螺紋處的發射波能穿透出去，而零點液位的回波信號會大于螺紋處的回波信號。
故障二、經調試與重新編程后，頂部故障燈常亮，輸出電流為22MA。出現這種故障情況，經實際查證，還是在編程與調試過程中，未能按照說明書要求。造成的程序紊亂而自保狀態?？蛻粼谡{試編程超聲波液位計時，未能等到指示燈正常閃動，或則編程方法步驟根本不對，處于不穩定的編程調試。如果多次反復未依要求編程調試，超聲波液位計將拒絕工作而自保。
解決方案：出現這種故障的解決方法是先將一體式超聲波液位計按要求復位，在進行重新編程。如果在未復位的情況下多次再編程，會出現以上故障。
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