外貼式聲波液位計及其他液位測量儀表測量原理及應用

  液位測量作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要的工作參數(shù)，其與溫度，壓力，流量堪稱工業(yè)四大工作參數(shù)?？萍及l(fā)展到今天，產(chǎn)生了種的液位測量方法，從古老的標尺，發(fā)展到現(xiàn)代的聲波，雷達測量儀。液位的測量技術也經(jīng)歷了質的飛躍。下面就介紹比較常見的工業(yè)液位測量儀表。

一、外貼式聲波液位計

目前被普遍的非接觸式測量方式：外貼式聲波液位計
測量原理：利用非接觸式聲波。
特點：不開孔，罐外連續(xù)測量，屬非接觸測量，容器內壓力無限制，可測易燃易爆、強腐蝕性、劇毒和高清潔度、自聚等介質。安裝簡便，無須動火，無須停產(chǎn)。

外貼式聲波液位計簡介

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->概述

外貼式聲波液位計采用了傳感器外貼、與被測液體非接觸的測量方式，是液位測量的一項重大革新?？稍诠尥膺B續(xù)測量液位，對罐體不開孔、安裝可不停產(chǎn)，適合老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。外貼式聲波液位計適合密閉容器內的各種有毒物質﹑強酸﹑強堿及各種純凈液體（液化氣、、液氨、丙烯、氯乙烯、二甲醚、丁二烯、等）的液位進行非接觸式測量，儀表采用隔爆設計，可在需要爆的場合應用。

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->工作原理

外貼式聲波液位計采用了雷達的回波測距原理，克服了儲罐壁對聲波信號的影響，采用的數(shù)字信號處理技術，可真正實現(xiàn)非接觸、高的測量罐內的液位。液位計可輸出4～20mA 標準信號或通過 RS-485 接口將測量結果輸出至計算機（或二次表）滿足系統(tǒng)的自動化控制。

3.特點

● 非接觸式測量：工業(yè)儀表中理想的測量方式
● 高、反應靈敏
● 適用面很廣：可用于有劇毒的、強腐蝕性的、高壓力的、各種復雜工況、以及性氣體環(huán)境下的各種液體介質測量
● 安裝方便、操作簡單
● 安裝可不停產(chǎn)、不清罐、不動火
● 儀表不需要定期標定
● 儀表工作、性能穩(wěn)定
● 儀表不需要使用方維修、免維護
● 使用壽命長
● 智能型、電子儀表
● 干擾能力強

　二、　磁翻板液位計

　　眾所周知，液體具有流動性，地球對這個地球上的液體具有吸引力（重力），和壓強的原理，連通器原理應運而生，磁翻板就是根據(jù)連通器的原理制作而成。磁翻板液位結構基于旁通管原理，主導管內的液位和容器設備內的液位高度一致，根據(jù)阿基米德定理，磁性浮子在液體中產(chǎn)生的浮力和重力平衡浮子浮在液面上，當被測容器中的液位升降時，液位計主導管中的轉浮子也隨之升降浮子內的磁鋼通過磁耦臺驅動指示器內的紅白翻柱翻1 80°，當液位上升時翻柱由白色轉為紅色當液位下降時羽柱由紅色轉為白色指示器的紅，白界位處為容器內介質液位的實際高度從而實現(xiàn)液位的指示。 

　　磁翻板液位計主要技術參數(shù)： 　

　　正常工作條件： 　

　　環(huán)境溫度：-20～80℃； 　　

　　相對濕度：5%～100%（包括直接濕）； 　

　　環(huán)境壓力：86kPa～108 kPa； 　　

　　測量范圍：0～12米（過6m時，使用法蘭連接 ）；

　　顯示：±10mm； 　　

　　介質壓力：1.0、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0MPa； 　

　　介質溫度：-120～450℃（類型可選）；　

　　介質密度：≥.0.5g/cm3； 　　

　　介質粘度：≤0.05Pa·S； 　

　　接液材質：不銹鋼304、不銹鋼316、 Ti等； 　

　　過程連接：按用戶所需，有多種選擇；

三、　　磁致伸縮液位計

　　磁致伸縮液位傳感器的結構部分由不銹鋼管（測桿）、磁致伸縮線（波導絲）、可移動浮子（內有磁鐵）等部分組成。傳感器工作時，傳感器的電路部分將在波導絲上激勵出脈沖電流，該電流沿波導絲傳播時會在波導絲的周圍產(chǎn)生脈沖電流磁場。在傳感器測桿外配有一浮子，浮子沿測桿隨液位的變化而上下移動。在浮子內部有一組磁環(huán)。當脈沖電流磁場與浮子產(chǎn)生的磁環(huán)磁場相遇時，浮子周圍的磁場發(fā)生改變從而使得由磁致伸縮材料做成的波導絲在浮子所在的位置產(chǎn)生一個扭轉波脈沖，這個脈沖以固定的速度沿波導絲傳回并由檢出機構檢出。通過測量發(fā)射脈沖電流與扭轉波的時間差可以地確定浮子所在的位置，即是液面的位置。

四、　干簧式液位計

　　干黃液位計傳感器的主導管內裝有一組干簧管和精密電阻．當管外磁性浮子隨液位上下變化時．主導管內位于液面處的干簧依次接通使傳感器的電阻值發(fā)生變化接線盒內的轉換電路模塊將其阻值轉換成4-20mA電流輸出。

五、　雷達液位計

　　雷達液位計采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比，關系式如下： 　　

　　D=/2 　　

　　式中 D——雷達液位計到液面的距離 　

　　C—— 　　

　　T——電磁波運行時間 　

　　雷達液位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達天線的距離，從而知道液面的液位。 　　

　　在實際運用中，雷達液位計有兩種方式即調頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調頻連續(xù)波技術的液位計，功耗大，須采用四線制，電子電路復雜。而采用雷達脈沖波技術的液位計，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實現(xiàn)本質，度高，適用范圍更廣。 　

　　VEGAPULS雷達液位計采用脈沖微波技術，其天線系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.3GHz、持續(xù)時間為0.8ns的脈沖波束，接著暫停278ns，在脈沖發(fā)射暫停期間，天線系統(tǒng)將作為接收器，接收反射波，同時進行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號。

　六、　聲波液位計

　　探頭部分發(fā)射出聲波，然后被液面反射，探頭部分再接收，探頭到液（物）面的距離和聲波經(jīng)過的時間成比例: 　　

　　距離 [m] = 時間×聲速/2 [m] 　

　　聲速的溫度補償公式: 　　

　　環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度

七、　　壓力式液位計

　　靜壓式液位計變送器是通過測量液體高度而產(chǎn)生的靜壓力來測定液體液位的。當把液位變送器的傳感器部分投入到液體介質中時，傳感器把液體的靜壓轉換為電壓信號，該電壓信號經(jīng)放大后轉化成相應的液位高度，再經(jīng)過液位計自帶的模塊轉換成4~20mADC標準電流信號輸出。

八、　　電容式液位計

　　射頻電容式液位變送器依據(jù)電容感應原理，當被測介質浸汲測量電的高度變化時，引起其電容變化。它可將各種物位、液位介質高度的變化轉換成標準電流信號，遠傳至操作控制室供二次儀表或計算機裝置進行集中顯示、報警或自動控制。其良好的結構及安裝方式可適用于高溫、高壓、強腐蝕，易結晶，堵塞，冷凍及固體粉狀、粒狀物料。

九、　　射頻導納式液位計

　　射頻導納是一種從電容式發(fā)展起來的物位控制技術，是電容式物位技術的升級。所謂射頻導納，導納的含義為電學中阻的倒數(shù)，它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成，而射頻即高頻液位計無線電波譜，所以射頻導納可以理解為用高頻無線電波測量導納。儀表工作時，儀表的傳感器與灌壁及被測介質形成導納值，物位變化時，導納值相應變化，電路單元將測量導納值轉換成物位信號輸出，實現(xiàn)物位測量。