随着自动化程度的增加，为了保障产品质量的一致性，生产过程直接由人工监控和干预的时代已经远去，传感器的重要性也越来越明显，在传感器技术方面要求也不再是简单的机械式和粗略式的监控，特别是在液位监测方面要求除了检测的可靠性、稳定性、同时也要求安装、调试简单化、尺寸紧凑化、应用多样化，然而由于液位监测环境的复杂性和多变性也为传感器的应用带来了不少挑战。下面我们针对液位的测试问题具体说说超声波传感器的液位测试方法以及如何选择合适的液位测量传感器。

超声波传感器的液位测试方法

超声波传感器是一种常用的传感器产品类型，是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

超声波测量液位的基本原理是：由超声探头发出的超声脉冲信号，在气体中传播，遇到空气与液体的界面后被反射，接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间，即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点：(1)无任何机械传动部件，也不接触被测液体，属于非接触式测量，不怕电磁干扰，不怕酸碱等强腐蚀性液体等，因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。

系统采用的超声波传感器的工作频率为40kHz左右。由发射传感器发出超声波脉冲，传到液面经反射后返回接收传感器，测出超声波脉冲从发射到接收到所需的时间，根据媒质中的声速，就能得到从传感器到液面之间的距离，从而确定液面。考虑到环境温度对超声波传播速度的影响，通过温度补偿的方法对传播速度予以校正，以提高测量精度。计算公式为：

V=331.5+0.607T (1)

式中：V为超声波在空气中传播速度;T为环境温度。

S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 (2)

式中：S为被测距离;t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差;t1为超声回波接收时刻;t0为超声脉冲发射时刻。利用MCU的捕获功能可以很方便地测量t0时刻和t1时刻，根据以上公式，用软件编程即可得到被测距离S。由于本系统的MCU选用了具有SOC特点的混合信号处理器，其内部集成了温度传感器，因此可利用软件很方便的实现对传感器的温度补偿。

如何选择合适的液位测量传感器

许多行业的过程控制中都使用液位传感器，选择液位测量传感器之前需要考虑的问题包括：测量液体还是固体？应用环境的温度和压力范围是多少？·需要点液位测量还是连续测量？需要多大的液位测量范围？所测材料是否导电？所测材料是否会覆盖或堆积在表面上？液体表面是否会产生紊流、泡沫或蒸汽？需要接触式还是非接触式液位测量？需要哪种输出，模拟、继电器、数字显示还是其它？可见熟悉不同的液位传感器的工作原理及优缺点，有助于帮助我们选择更合适的液位传感器，下面就是目前常见的液位传感器的检测原理。

超声波液位传感器，原理是检测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度，安装简单，灵活性较高，但容易受到超声波传播能量损耗的影响，不适用于吸波环境，如泡沫、粉尘、蒸汽等。推荐美国SENIX 超声波液位传感器 - ToughSonic-50。

ToughSonic 50超声波传感器的最大距离为50英尺（15.2米）。像所有韧性传感器一样，它们的耐用性和易用性在恶劣的工业环境中使用。此外ToughSonic 50s完全可以浸入，耐腐蚀，抗冲击和强韧。ToughSonic 50s可用于三个不同的外壳，每个外壳都有RS-232或RS-485串行接口。这些9线传感器允许多达六个同时的串行，模拟和/或开关输出。它们也可以用SenixVIEW软件完全配置。这些主力传感器在世界各地在远程液位应用和恶劣的工厂环境中使用。也被广泛应用于液位或高度检测、远程液位检测、距离-接近检测、目标检测、工厂自动化应用等领域

光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理，是一种新型接触式点液位测控装置。光电液位传感器具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。关于液位监测深圳工釆网推荐英国SST 低成本光电液位传感器 - LLC200A3SH。

LLC廉价系列液位传感器提供单点液位检测，为大批量OEM客户特别设计传感器含有一个红外发射源和一个探测器，安装位置精确，以确保两者在空气中达到很好的光耦合。当传感器的锥形端浸入液体时，红外光会透射出锥形面，到达探测器的光强就会变弱。主要应用于温泉池，漏液检测，自动贩卖饮料机，食品与饮料机，医疗，压缩机，打印机，水泵，家用电器，油位监控，HVAC，机床，高低液位开关，水位控制，汽车电子等多个领域。

了解了各种液位传感器的测量原理，同时，根据需要测量的液体的属性和状态，我们就能很好的选择适合的液位传感器了。