外貼式超聲波液位計及其他液位測量儀表測量原理及應(yīng)用
液位測量作為工業(yè)生產(chǎn)中的zui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)生了無數(shù)種的液位測量方法，從古老的標尺，發(fā)展到現(xiàn)代的超聲波，雷達測量儀。液位的測量技術(shù)也經(jīng)歷了質(zhì)的飛躍。下面就介紹比較常見的工業(yè)液位測量儀表。
一、外貼式超聲波液位計
目前被普遍認可的非接觸式測量方式：外貼式超聲波液位計
測量原理：利用非接觸式超聲波。
特點：不開孔，罐外連續(xù)測量，屬*非接觸測量，容器內(nèi)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(zhì)。安裝簡便，無須動火，無須停產(chǎn)。
外貼式超聲波液位計簡介
- 概述
外貼式超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)，特別適合老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。外貼式超聲波液位計特別適合密閉容器內(nèi)的各種有毒物質(zhì)﹑強酸﹑強堿及各種純凈液體（液化氣、液氯、液氨、丙烯、氯乙烯、二甲醚、丁二烯、氫氟酸等）的液位進行非接觸式測量，儀表采用隔爆設(shè)計，可在需要防爆的場合應(yīng)用。
- 工作原理
外貼式超聲波液位計采用了雷達的回波測距原理，克服了儲罐壁對超聲波信號的影響，采用*的數(shù)字信號處理技術(shù)，可真正實現(xiàn)非接觸、高精度的測量罐內(nèi)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(jié)果輸出至上位計算機（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)儀表中的測量方式
● 精度高、反應(yīng)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(fù)雜工況、以及爆炸性氣體環(huán)境下的各種液體介質(zhì)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
● 儀表工作可靠、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
● 抗*力強
二、 磁翻板液位計
*，液體具有流動性，地球?qū)@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(yīng)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(jié)構(gòu)基于旁通管原理，主導(dǎo)管內(nèi)的液位和容器設(shè)備內(nèi)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(dǎo)管中的轉(zhuǎn)浮子也隨之升降浮子內(nèi)的*磁鋼通過磁耦臺驅(qū)動指示器內(nèi)的紅白翻柱翻1 80°，當液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色當液位下降時羽柱由紅色轉(zhuǎn)為白色指示器的紅，白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)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(shù)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（超過6m時，使用法蘭連接 ）；
顯示精度：±10mm；
介質(zhì)壓力：1.0、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0MPa；
介質(zhì)溫度：-120～450℃（類型可選）；
介質(zhì)密度：≥.0.5g/cm3；
介質(zhì)粘度：≤0.05Pa·S；
接液材質(zhì)：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(jié)構(gòu)部分由不銹鋼管（測桿）、磁致伸縮線（波導(dǎo)絲）、可移動浮子（內(nèi)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(dǎo)絲上激勵出脈沖電流，該電流沿波導(dǎo)絲傳播時會在波導(dǎo)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(nèi)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(dǎo)絲在浮子所在的位置產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)波脈沖，這個脈沖以固定的速度沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機構(gòu)檢出。通過測量發(fā)射脈沖電流與扭轉(zhuǎn)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(dǎo)管內(nèi)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(dǎo)管內(nèi)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(nèi)的轉(zhuǎn)換電路模塊將其阻值轉(zhuǎn)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(guān)系式如下：
D=CT/2
式中 D——雷達液位計到液面的距離
C——光速
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?！ ?/span>
在實際運用中，雷達液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計，功耗大，須采用四線制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達脈沖波技術(shù)的液位計，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實現(xiàn)本質(zhì)安全，度高，適用范圍更廣。
雷達液位計采用脈沖微波技術(shù)，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、 超聲波液位計
探頭部分發(fā)射出超聲波，然后被液面反射，探頭部分再接收，探頭到液（物）面的距離和超聲波經(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(zhì)中時，傳感器把液體的靜壓轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號經(jīng)放大后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的液位高度，再經(jīng)過液位計自帶的模塊轉(zhuǎn)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(yīng)原理，當被測介質(zhì)浸汲測量電極的高度變化時，引起其電容變化。它可將各種物位、液位介質(zhì)高度的變化轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)及安裝方式可適用于高溫、高壓、強腐蝕，易結(jié)晶，防堵塞，防冷凍及固體粉狀、粒狀物料。
九、 射頻導(dǎo)納式液位計
射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來的物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的升級。所謂射頻導(dǎo)納，導(dǎo)納的含義為電學中阻抗的倒數(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(dǎo)納可以理解為用高頻無線電波測量導(dǎo)納。儀表工作時，儀表的傳感器與灌壁及被測介質(zhì)形成導(dǎo)納值，物位變化時，導(dǎo)納值相應(yīng)變化，電路單元將測量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號輸出，實現(xiàn)物位測量。
