超声波原理是什么呢？不知道的小伙伴来看看小编今天的分享吧！
超声波原理：
超声波是声波的一部分，是人耳听不见、频率高于20KHZ的声波，它和声波有共同之处，即都是由物质振动而产生的，并且只能在介质中传播；同时，它也广泛地存在于自然界，许多动物都能发射和接收超声波，其中以蝙蝠最为突出，它能利用微弱的超声回波在黑暗中飞行并捕捉食物。但超声还有它的特殊性质，如具有较高的频率与较短的波长，所以，它也与波长很短的光波有相似之处。
超声波是弹性机械振动波，它与可听声相比还有一些特点，传播的方向较强，可聚集成定向狭小的线束；在传播介质质点振动的加速度非常之大；在液体介质中当超声强度达到一定值后便会发生空化现象。
一 束射特性
从声源发出的声波向某一方向（其他方向甚弱）定向地传播，称之为束射。 超声波由于它的波长较短，当它通过小孔（大于波长的孔）时，会呈现出集中的一束射线向一定方向前进。又由于超声方向性强，所以可定向采集信息。同样当超声波传播的方向上有一障碍 物的直径大于波长时，便会在障碍物后产生“声影”。这些犹如光线通过小孔和障碍物一样，所以超声波具有和光波相似的束射特性。
超声波的束射性的好坏，一般用发散角的大小来衡量（习惯上用半发射角臼表示）。以平面圆形活塞式声源为例，其大小决定于声源的宜径(D)和声波的波长(λ)。由此看出，要使发声体发射出方向性有较好的超声波，必须使θ角尽量小，发射体（声源）的直痉D必须很大或发射的频率f也必须很高才能得到，否则将适得其反。由于超声波的波长要比可听声的波长短，所以它就比可听声波有较好的束射特性，频率愈高的超声波，波长愈短，这种向一定方向传播的特性就愈显著。
超声波传播的能量比可听声大得多。因为当声波到达某一物质时，由于声波的作用使物质中的分子也跟着振动，振动的频率和声波频率一样，所以分子振动频率决定了分子振动的速度，频率越高速度越大。从而物质的分子由振动而获得了能量，其能量除了与分子的质量有关外，还与分子的振动速度的平方成正比，而振动速度又与分子振动的频率有关，所以声波的频率越高，也就是物质分子得到的能量越高。超声波的频率比声波的频率可高得多，所以超声波可使物质分子获得更大的能量。由此说明超声波本身可以供给物质足够大的能量。
以上就是小编今天的分享了，希望可以帮助到大家。
动图展示超声波液位计原理，很好用但是需要注意以下几点！
超声波液位计是液位测量仪表界中的新的宠儿，而它另外一个名字大家可能耳熟能详：非接触式超声波液位计。没错，超声波液位计以非接触作为主要特点，在电气仪表的圈子里面，占据了越来越重要的角色。非接触式超声波液位计它的优点是比较多的，在一些比较恶劣的情况下，例如所测液位含有比较多的颗粒物杂质，罐体上强腐蚀的介质，所测介质温度较高的情况，在这种情况下，投入式液位计并不适用，很多的现场都青睐于非接触式超声波液位计，它的安装虽然有一定的要求，但是测量相对更加稳定。为什么在这类工况下非接触式超声波液位计可以使用呢?这就不得说超声波液位计的测量原理了!
超声波液位计特点及工作原理
超声波液位计是由微处理器控制的液位数字仪表。在测量中超声波脉冲由传感器发出，声波经液体表面放射后被传感器接收，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，由声波的发送和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。超声波液位计采用非接触测量，对被测介质几乎不受限制，可广泛用于液体固体物料高度的测量。
超声波液位计适于应用的环境
超声波液位计是超声波液位计和超声波料位计的统称，当用于测量液体液位时，通常称为超声波液位计； 当用于测量固体料位时，通常称为超声波料位计。
超声波液位计通常应用于温度在-40℃～100℃之间、压力在3Bar(5kg/cm2)以下的场所进行液位或料位的测量。
超声波液位计的安装
1超声波液位计安装方式
1）超声波液位计应水平置于容器顶部。
2）选择一个合适的方法来安装超声波液位计。
3）超声波收发传感面应与液面平行。
4）超声波收发传感面应尽量避免靠近容器侧壁。
5）为避免振动或摇晃导致液位计松动，请小心的进行坚固安装。
6）同一容器内不要安装多台超声波液位计，超声波互相干扰会导致测量误差。
7）安装位置应避免阳光直射，露天安装应加防护罩。
8）安装位置应避免强振动区域，如安装在轻振动区域，应安装橡胶减振器。
9）安装位置应远离进料口且不能碰到障碍物。
10）如法兰安装时,请注意法兰立管高度与立管内径的关系。
11）安装接口要求开口尺寸足够大，当为法兰安装时，法兰下面的接管长度要设计合理，对于10米、12米量程的物位计，接管长度应不大于15cm，选择DN80以上的法兰口。
对于15米、20米、30米和40米量程的物位计，接管长度应不大于20cm,选择DN200以上的法兰口。
对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，以消除盲区的影响，并选择DN65以上的法兰口。
对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，以消除盲区的影响，并选择DN65以上的法兰口。
2对于密封容器内的挥发液体的液位测量应注意两点
容器内气体声速可能与空气中的声速不同，如液位计不能对声速进行修正，则会出现较大误差。
挥发性的液体会在超声波液位计探头表面凝结，阻挡声波的收发，要求液位计具有可变功率控制功能。
3对于液面剧烈波动的液体在选用超声波液位计有三种方法
a 选用具有自动功率控制功能的超声波液位计。
b 选用更大量程的超声波液位计。
c 在液体中加沉井，测量沉井内的液位。
4两线制和三线制超声波液位计
a 两线制超声波液位计其供电（DC24V)与信号输出 （DC4-20mA)共用一个回路，为标准的变送器形式，不足之处是发射功率弱，不适合有较大波动的液面液位测量，当液位有较大挥发时，测量效果也不理想。
b 三线制超声波液位计，其供电24VDC与信号输出4- 20mADC各使用两条线，负端与地共用一条线。其优势是发射功率较大，适用于多种条件的液位和料位进行测量，效果较好。
5安装示意图
B＝盲区距离（近端测量距离）
H＝远端测量距离
D＝发射头至待测物表面距离
L＝液位F＝最大液位
声波入射角度必须与水平面保持直角
传感器安装不可太靠近内壁以造成测量误差
安装时应避免安装在进料口的位置，以免受物料或障碍物的干扰。
当超声波换能器表面到最高液位的距离小于0.5米时，需要在盲板盖上，加焊延伸管，以增加换能器表面到最高液位的距离。具体安装方式如下图所示。
对于安装在室外或潮湿室内及制冷或加热的罐上的仪表，为了防潮，应拧紧电缆密封套，而且要在进线口处使电缆向下弯曲。如图示
利用固定支架将超声波液位仪安装于被测液体正上方，仪表的电源及通信线通过镀锌钢管连接到控制室。当然也可以象罐顶安装方法一样，用法兰固定换能器的方法来固定仪表。
注意：
仪表的发射面一定要水平；
超声波换能器表面的安装高度，应小于仪表的量程；
超声波换能器表面到池顶或最高液位的高度，应大于仪表的盲区；
超声波换能器至池壁、河岸、堤防的距离。一般需要大于0.5米以上。若壁不光滑、有明显的凸出，则需要适当增加距离.
超声波液位计的日常使用维护
超声波液位计在日常使用维护中要从外观上检查仪表是否有损坏。
检查是否符合测量点的技术要求，如过程温度、压力、环境温度、测量范围等。
检查测量值是否与实际值一致。安装地点是否有遮阳避雨的保护措施。
检查接线端子位置是否正确、电缆密封塞是否拧紧、外壳盖是否拧紧。若有辅助电源，显示模块是否有显示。
超声波在使用中，电源必须与铭牌上数据一致，在接线前应切断电源。
