利用超声传感器进行精确的液位检测 _知识百科

在实验室自动化中要用到大量的微生物培养用孔板和试管对液体进行分析。采用新的超声传感器，能够快速地、以精确到0.1mm的精度完成液位高度检测。
实验室也开始越来越多地利用自动化设备来完成试验、检验的任务了，例如：检验分析试剂、试样的吸移等等。而在这些工作中所使用的传感器应该能够精准地进行工作，并提供具有可追溯性的结果，同时还必须具有很高的检测速度。举个例子来说，在一个液体介质检查工位上，很重要的一个步骤就是向很小的玻璃试管灌装检验分析用的液体介质，例如灌入需要分析的血液。在把少量的检测试样灌入到微小的试管中之后，在检验分析开始之前，需要对微小试管中液体介质的液位高度进行检测。这些微小的微生物培养器皿的开口很小，有些微生物培育瓶的口径只有3mm，但仍然要求传感器能够在最短的时间内精确地检测出瓶内液体介质的容量。当前使用的电容式检测技术还达不到理想的检测精度。一个个独立设置的光电式传感器虽然满足了检测精度的要求，但是价格不菲。
超声传感器是一种完全不与被接触介质接触的检测传感器。这一特性在实验室应用中非常有意义：既保证了传感器不被腐蚀，也保证了被测介质不会出现交叉污染。另外，超声波传感器还对周围环境的湿度和灰尘非常不敏感，从而也保证了它们能够长期、稳定地准确工作。
与光电式传感器相比较，超声式传感器不产生光线，而是利用声波进行检测的，因此它能够可靠地检测不同性质的介质，而且与被测介质的透明度和颜色无关。不论被测介质的粘度高低如何，都不会对检测结果产生影响。
连续工作的超声波传感器向被测对象发射出锥形的声波。这束锥形声波恰好可以进入口径不足10mm的瓶口，对瓶内的液位高低进行检测。为了避免在使用时受到其他因素的限制，生产厂家与用户密切结合，研发出了新型09系列的超声波传感器。这种新型超声波传感器配备了特殊设计的超声波发射嘴，使发射出去的超声波波束直径更小，能够进入口径3mm的培育瓶中。根据结构形式不同，这种超声波传感器可配置成垂直检测或者水平检测的传感器。超声波发射嘴也可以方便地取下、更换，这也大大地方便了传感器的清洁操作。
这种传感器的准确度和重复精度都很高，可达0.1mm;其最短的检测时间只有7μs 。由于传感器外壳的直径尺寸只有9mm，因此可以很好地安排在整个培育瓶托盘上。这样一来，就可以按照托盘中一排培育瓶的数量设置相同数量的超声波传感器了，一次检测一排培育瓶，从而进一步提高了检测速度，缩短了检测时间。
利用同样的超声波传感器还可以对培育瓶上部的空余空间大小进行复查。这样，就可以利用一种型号的传感器完成液位检验和复查两项任务了。
即使是在实验室以外的生产过程中，这种超声波传感器也有着广泛的用武之地。例如，它可以检测一下药片是否到位、或者是吹塑包装中是否放入了药品等。