超声波流量计应用场景案例分析

超声波流量计是发送和接收超声波的收发器，通过声速以及回声从物体反射回来的时间来测量距离。超声波流量计不受外界环境的影响，几乎能检测出任何材料，且不受材料表面性质的影响。他们还可以满足不同的应用需求，因此超声波传感器的多样化应用领域可归纳为以下几个方面：液体或物料的液位/料位测量、行人检测、自来水检测、以及天然气检测等。本文主要围绕超声波传感器应用场景案例提供相对应的解决方案。

油罐液位检测

液位/料位测量是工业领域中较为常见的距离测量任务之一。在工业领域中油罐液位检测主要是测量其液位、温度、密度和压力(带压储罐)等参数，计算出储液的体积及重量储量。

由于油罐储存的物质通常有易燃易爆、易挥发、有毒等特性，一旦发生泄漏就容易已发火灾、爆炸等事故。所以一般油罐分为贸易罐和中间罐两类，贸易罐的液位、温度、密度、体积、质量则必须经常监测和计量，且精度要求很高。中间罐通常仅对液位、温度和压力(带压储罐)等参数进行监测，以防止油罐发生冒顶、抽空事故，并不需交接计量。然而对不同的大小和种类的储油罐，所用液位传感器的性能特点也不一样且根据不同的测量原理和方法，每种测量仪表都有其自身的优点及适合应用工况罐区液位仪表的发展趋势是高精度、多功能、高度自动化的方向发展

行人检测

道路交通安全作为智能交通系统中的重要一环，越来越受到国内外研究机构的重视。在混合交通环境下，行人检测通过图像处理、计算机视觉相关算法以及机器学习等技术对道路行人进行识别和追踪，在智能车辆、自动导航、运动分析等领域行人检测对安全辅助驾驶有着重要意义。但是在行人检测中却因为行人兼具刚性和柔性物体的特性，外观易受穿着、尺度、遮挡、姿态和视角等影响，使得行人检测成为计算机视觉领域中一个极具挑战性的课题。

自来水厂检测在测量常见的管道尺寸时，由于超声波流量计比磁感应式流量计性价比更高，在持续运作的同时进行翻新，不必额外的管道和工程工作，既能保证精确且无磨损的流量测量数据，还能实现稳定的流量控制，并且可以从外部进行测量，无需直接接触饮用水，更加洁净卫生。

天然气检测

输气站场的露天工艺设备区做为长输管道的核心区域，工艺设备区的安全处于至关重要的地位，天然气在工艺设备区内的泄漏扩散易造成爆炸的风险，多年以来，长输管道输气站场可燃气体泄漏检测一直采取催化式或红外点式检测器配合控制器，运行过程中，故障和误报现象严重，检测效果不是很理想。在此背景下，超声波气体泄漏探测器技术已经逐渐成为经过现场验证的管道泄漏检测方案，提高了管道泄漏检测的准确性，保证了输气站场的安全。其检测原理为：当容器或管道内充满气体时，其内部压强大于外部压强，由于内外压差较大，一旦漏孔，气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小且雷诺数较高时，冲出气体就会形成湍流，湍流在漏孔附近会产生一定频率的声波，声波振动的频率与漏孔尺寸有关，漏孔较大时人耳可听到漏气声，漏孔很小且声波频率大于20kHz时为空载超声波。超声波具有指向性是高频短波信号，其强度随着传播距离的增加而迅速衰减。利用该特征，即可判断出泄漏点。

相关方案介绍：

龙芯LS1D超声波流量测计量开发板

该方案主控采用龙芯超声波流量测计量芯片LS1D，是龙芯自主设计研发的用于超声波热表、水表和气表测量的专用SOC芯片，与同期市场上产品相比具有高精度、高安全性、高性价比、高集成度、低功耗等特点。方案集成了CPU、串口等功能，时间测量单元、温度测量等单元，超声波脉冲发生器、段式LCD控制器、电压检测、空管检测、断线检测等多个功能模块，可广泛应用于供水、供热、燃气安全等多种领域。

龙芯LS1D超声波流量测计量便携式演示板

龙芯LS1D超声波流量测计量便携式演示板是基于龙芯超声波流量测计量芯片LS1D搭建的快速测试、评估超声波流量转换器的硬件开发平台。此款样品开发套件提供了超声波水表所需的硬件接口，配套软件包不仅提供了完整的套件编译开发环境，还备有用户友好的参数配置和单元功能测试用例，极大缩短了用户的开发周期。

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