超声波声衰减密度计的原理

声衰减密度计是一种利用声波在介质中传播时的衰减特性与介质密度相关性来测量物质密度的仪器，广泛应用于液体、气体乃至部分多相流体（如含颗粒的悬浮液）的密度检测场景。其核心优势在于非侵入式测量、实时响应快、对介质扰动小，尤其适用于不便取样或需连续监测的工业过程。

声衰减密度计的测量逻辑基于声波传播的基本物理规律：当声波（通常为超声波，频率范围多在100kHz-10MHz）穿过被测介质时，会因介质分子的吸收、散射、反射等作用导致能量衰减，而这种衰减程度与介质的密度存在明确的定量关系。具体过程可拆解为3步：

1、声波发射与接收 仪器内置两个核心部件：超声波发射器和超声波接收器，二者通常平行正对安装，间距固定（即“声程”）。发射器向介质定向发射稳定频率和振幅的超声波信号，接收器则实时捕获穿过介质后的声波信号。

2、衰减量计算 通过对比“发射端原始声波振幅（A₀）”与“接收端衰减后声波振幅（A）”，利用公式计算声衰减系数（α）：α=(1/L)×ln(A₀/A)其中，L为发射器与接收器的间距（声程长度），ln为自然对数。衰减系数α直接反映声波在单位距离内的能量损失程度。

3、密度关联与输出 基于预先通过实验标定的“声衰减系数-密度标准曲线”（不同介质的曲线不同，需提前用已知密度的标准样品校准），仪器将实时计算的α值转化为对应的介质密度值（单位通常为g/cm³、kg/m³或kg/L），并通过显示屏、数据接口（如RS485、4-20mA）输出结果。 分享学习关注西安派声