外貼式超聲波液位計(jì)及其他液位測(cè)量?jī)x表測(cè)量原理及應(yīng)用

　　液位測(cè)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(chēng)工業(yè)四大工作參數(shù)?？萍及l(fā)展到今天，產(chǎn)生了無(wú)數(shù)種的液位測(cè)量方法，從古老的標(biāo)尺，發(fā)展到現(xiàn)代的超聲波，雷達(dá)測(cè)量?jī)x。液位的測(cè)量技術(shù)也經(jīng)歷了質(zhì)的飛躍。下面就介紹比較常見(jiàn)的工業(yè)液位測(cè)量?jī)x表。
　　
　　一、外貼式超聲波液位計(jì)
　　
　　目前被普遍認(rèn)可的非接觸式測(cè)量方式：外貼式超聲波液位計(jì)
　　
　　測(cè)量原理：利用非接觸式超聲波。
　　
　　特點(diǎn)：不開(kāi)孔，罐外連續(xù)測(cè)量，屬*非接觸測(cè)量，容器內(nèi)壓力無(wú)限制，可測(cè)易燃易爆、強(qiáng)腐蝕性、劇毒和高清潔度、自聚等介質(zhì)。安裝簡(jiǎn)便，無(wú)須動(dòng)火，無(wú)須停產(chǎn)。
　　
　　外貼式超聲波液位計(jì)簡(jiǎn)介
　　
　　概述
　　
　　外貼式超聲波液位計(jì)采用了傳感器外貼、與被測(cè)液體非接觸的測(cè)量方式，是液位測(cè)量*的一項(xiàng)重大革新?？稍诠尥膺B續(xù)測(cè)量液位，對(duì)罐體不開(kāi)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(jì)特別適合密閉容器內(nèi)的各種有毒物質(zhì)﹑強(qiáng)酸﹑強(qiáng)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(jìn)行非接觸式測(cè)量，儀表采用隔爆設(shè)計(jì)，可在需要防爆的場(chǎng)合應(yīng)用。
　　
　　工作原理
　　
　　外貼式超聲波液位計(jì)采用了雷達(dá)的回波測(cè)距原理，克服了儲(chǔ)罐壁對(duì)超聲波信號(hào)的影響，采用*的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可真正實(shí)現(xiàn)非接觸、高精度的測(cè)量罐內(nèi)的液位。液位計(jì)可輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或通過(guò)RS-485接口將測(cè)量結(jié)果輸出至上位計(jì)算機(jī)（或二次表）滿足系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
　　
　　3.特點(diǎn)
　　
　　●非接觸式測(cè)量：工業(yè)儀表中的測(cè)量方式
　　
　　●精度高、反應(yīng)靈敏
　　
　　●適用面很廣：可用于有劇毒的、強(qiáng)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(cè)量
　　
　　●安裝方便、操作簡(jiǎn)單
　　
　　●安裝可不停產(chǎn)、不清罐、不動(dòng)火
　　
　　●儀表不需要定期標(biāo)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(hù)
　　
　　●使用壽命長(zhǎng)
　　
　　●智能型、電子儀表
　　
　　●抗*力強(qiáng)
　　
　　二、磁翻板液位計(jì)
　　
　　*，液體具有流動(dòng)性，地球?qū)@個(gè)地球上的液體具有吸引力（重力），和壓強(qiáng)的原理，連通器原理應(yīng)運(yùn)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(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)主導(dǎo)管中的轉(zhuǎn)浮子也隨之升降浮子內(nèi)的*磁鋼通過(guò)磁耦臺(tái)驅(qū)動(dòng)指示器內(nèi)的紅白翻柱翻180°，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色當(dāng)液位下降時(shí)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(shí)際高度從而實(shí)現(xiàn)液位的指示。
　　
　　磁翻板液位計(jì)主要技術(shù)參數(shù)：
　　
　　正常工作條件：
　　
　　環(huán)境溫度：-20～80℃；
　　
　　相對(duì)濕度：5%～100%（包括直接濕）；
　　
　　環(huán)境壓力：86kPa～108kPa；
　　
　　測(cè)量范圍：0～12米（超過(guò)6m時(shí)，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(lèi)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(guò)程連接：按用戶所需，有多種選擇；
　　
　　三、磁致伸縮液位計(jì)
　　
　　磁致伸縮液位傳感器的結(jié)構(gòu)部分由不銹鋼管（測(cè)桿）、磁致伸縮線（波導(dǎo)絲）、可移動(dòng)浮子（內(nèi)有*磁鐵）等部分組成。傳感器工作時(shí)，傳感器的電路部分將在波導(dǎo)絲上激勵(lì)出脈沖電流，該電流沿波導(dǎo)絲傳播時(shí)會(huì)在波導(dǎo)絲的周?chē)a(chǎn)生脈沖電流磁場(chǎng)。在傳感器測(cè)桿外配有一浮子，浮子沿測(cè)桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。在浮子內(nèi)部有一組*磁環(huán)。當(dāng)脈沖電流磁場(chǎng)與浮子產(chǎn)生的磁環(huán)磁場(chǎng)相遇時(shí)，浮子周?chē)拇艌?chǎng)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(gè)扭轉(zhuǎn)波脈沖，這個(gè)脈沖以固定的速度沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機(jī)構(gòu)檢出。通過(guò)測(cè)量發(fā)射脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時(shí)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(jì)
　　
　　干黃液位計(jì)傳感器的主導(dǎo)管內(nèi)裝有一組干簧管和精密電阻．當(dāng)管外磁性浮子隨液位上下變化時(shí)．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(dá)液位計(jì)
　　
　　雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)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(dá)液位計(jì)到液面的距離
　　
　　C——光速
　　
　　T——電磁波運(yùn)行時(shí)間
　　
　　雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道液面的液位。
　　
　　在實(shí)際運(yùn)用中，雷達(dá)液位計(jì)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(jì)，功耗大，須采用四線制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，可用二線制的24VDC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，度高，適用范圍更廣。
　　
　　雷達(dá)液位計(jì)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(shí)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(shí)進(jìn)行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號(hào)。
　　
　　六、超聲波液位計(jì)
　　
　　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(guò)的時(shí)間成比例:
　　
　　距離[m]=時(shí)間×聲速/2[m]
　　
　　聲速的溫度補(bǔ)償公式:
　　
　　環(huán)境聲速=331.5+0.6×溫度
　　
　　七、壓力式液位計(jì)
　　
　　靜壓式液位計(jì)變送器是通過(guò)測(cè)量液體高度而產(chǎn)生的靜壓力來(lái)測(cè)定液體液位的。當(dāng)把液位變送器的傳感器部分投入到液體介質(zhì)中時(shí)，傳感器把液體的靜壓轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)放大后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的液位高度，再經(jīng)過(guò)液位計(jì)自帶的模塊轉(zhuǎn)換成4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。
　　
　　八、電容式液位計(jì)
　　
　　射頻電容式液位變送器依據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)浸汲測(cè)量電極的高度變化時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。其良好的結(jié)構(gòu)及安裝方式可適用于高溫、高壓、強(qiáng)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(jì)
　　
　　射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來(lái)的物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的升級(jí)。所謂射頻導(dǎo)納，導(dǎo)納的含義為電學(xué)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(jì)無(wú)線電波譜，所以射頻導(dǎo)納可以理解為用高頻無(wú)線電波測(cè)量導(dǎo)納。儀表工作時(shí)，儀表的傳感器與灌壁及被測(cè)介質(zhì)形成導(dǎo)納值，物位變化時(shí)，導(dǎo)納值相應(yīng)變化，電路單元將測(cè)量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)物位測(cè)量。