超声波液位计是一种由微处理器控制的数字液位测量仪表。其工作原理基于超声波的传播特性。测量时，超声波换能器（探头）发出高频脉冲声波，当声波遇到被测液体或固体物料表面时，会发生反射。部分反射回波被同一换能器接收，并通过压电晶体转换成电信号。由于超声波以声速传播，且从发射到接收的时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比，因此可根据公式\(s = c×t/2\)计算出距离，其中s为距离，c为声速，t为传播时间。
超声波液位计具有诸多优点。首先，它采用非接触式测量，这使得被测介质几乎不受限制，可广泛应用于各种腐蚀性液体、高温液体以及食品等物料的高度测量，避免了传感器与介质直接接触而产生的腐蚀、污染等问题。其次，它具备自动功率调整、增益控制和温度补偿功能。温度变化会影响声速，而通过温度补偿，可确保测量的准确性。
在实际应用中，超声波液位计广泛用于水和废水处理领域，可监测水箱、水库和污水处理厂中的水位，有助于优化水资源利用和污水处理流程3。在化工和制药行业，能精确测量储罐和反应釜中的液位，保障生产过程的安全和稳定，防止溢流和物料配比错误。在食品和饮料行业，因其非接触特性，不会污染食品，可用于监测储罐中液体、粉末和颗粒状物料的液位。此外，在石油和天然气行业，即使在恶劣的环境条件下，超声波液位计也能可靠地测量储罐和管道中的液位。
然而，超声波液位计在使用中也面临一些挑战。例如，温度变化会使超声波在空气中的传播速度改变，需要对温度进行测量并补偿2。此外，容器内的搅拌器、梯子、浸入管等结构可能会产生干扰回波，影响测量准确性，这就需要借助回波抑制软件来过滤这些干扰信号。同时，正确设置空距和测量范围至关重要，否则会影响校准精度。