外贴式超声波液位计的基本工作原理：声速曲线法

利用超声波测距原理测量液位的方法是将测量探头安装在容器底部的外壁处，利用了超声波的反射和透射特性。如图所示。

外贴式超声波液位计的基本工作原理

当探头发射的超声波传播到容器底部内壁处时，由于传播介质的变化而产生第一次反射回波，之后超声波在被测液体介质中继续传播，当传播至气液界面时，传播介质再次发生变化，产生第二次反射回波。假设第一次反射回波与第二次反射回波之间的时间差为 T，根据超声波在被测液体中的传播速度 c，可得容器内的液位值L =c*T/ 2 。

这种液位测量方法的优点是测量时无需对被测容器进行开孔或者安装法兰，可以直接从容器的外部获取内部的液位信息，真正实现了非介入式的液位测量。

由声学的基础知识可知，不同介质的声阻抗不同，当超声波从一种介质传播至另一种介质时，声阻抗不再连续，在声阻抗的变化处超声波束发生反射，反射波的能量大小与两种介质声阻抗的差值相关，差值越大，反射波的能量越高。超声声阻抗法就是利用这一特性实现密闭容器内的液位测量。如图所示。

外贴式超声波液位开关的基本工作原理

基于超声声阻抗原理的液位测量方法通常是在被测容器的外侧壁上定位容器内气体介质与液体介质的分界面，而不是直接测量出液位的值。在实际应用时，测量人员需要在被测容器的外侧壁上不断的移动测量探头，同时观察超声波回波信号的变化，从而判断容器内的液位高度。这种测量方法操作相对简单且安装方便，可以方便的应用在许多液位测量场合中，能够对密闭容器实现非介入式的液位测量。