PINNANKORKEUDEN MITTAUS ULTRAÄÄNELLÄ

Ultraäänimenetelmää käytetään silloin, kun halutaan menetelmä, jossa mitattavaan aineeseen ei kosketa esim. elintarviketeollisuus. Se sopii suurillekin etäisyyksille - jopa 100 metriin asti.

Ultraäänimenetelmässä (= kaikuluotain) anturi, joka toimii ultraäänipulssin lähettäjänä ja vastaanottajana, sijoitetaan säiliön yläpuolelle:

Anturi lähettää äänipulssin, joka heijastuu mitattavasta pinnasta takaisin. Anturi mittaa aikaa, joka on kulunut äänipulssin lähettämisestä sen vastaanottamiseen. Tämän perusteella elektroniikkaosa laskee pinnankorkeuden.
Kuvassa oikealla anturi on asennettu säiliön kattoon.

Joissakin tapauksissa ultraäänianturi sijoitetaan säiliön pohjalle ja ääni heijastuu takaisin nesteen ja ilman rajapinnasta.
 

  
Pintakytkimissä anturin lähetinosa sijaitsee säiliön toisella puolella ja vastaanotin toisella. Nyt kun pinta nousee lähettimen/vastaanottimen korkeudelle, pienitaajuinen äänipulssi absorboituu täyttönesteeseen ja tapahtuu hälytys (toimintaperiaate oikeanpuoleisessa kuvassa).

Laskutehtävä

Ultraäänianturi lähettää äänipulssin ja saa sen takaisin 0,5 ms jälkeen. Anturi on asennettu kahden metrin korkeudelle säiliön pohjasta. Äänen nopeus ilmassa on n. 330 m/s.

  1. Kuinka pitkän matkan äänipulssi joutui kulkemaan?
  2. Paljonko on säiliön pinnankorkeus?

© Leila Frondelius 2005