常用液位计简介

1、刘玉长刘玉长常用液位计简介常用液位计简介刘玉长刘玉长 概述概述 在容器中液体介质的高低叫做液位，测量液在容器中液体介质的高低叫做液位，测量液位的仪表叫液位计。液位计为物位仪表的一种。位的仪表叫液位计。液位计为物位仪表的一种。 由于被测物料的性质千差万别，物位测量方由于被测物料的性质千差万别，物位测量方法很多，这里主要介绍平台常用的物位检测仪表法很多，这里主要介绍平台常用的物位检测仪表的原理与应用。的原理与应用。 根据测量原理不同，液位计可以分为浮力式、根据测量原理不同，液位计可以分为浮力式、差压式、电导式、超声波、雷达式、核辐射式、差压式、电导式、超声波、雷达式、核辐射式、磁致伸缩式等类型。磁

2、致伸缩式等类型。刘玉长刘玉长浮力式液位计浮力式液位计 浮子式液位计浮子式液位计 浮子式液位计是恒浮力式液位计。浮子式液位计是恒浮力式液位计。它是在液体中放置一个浮子，也称浮标，它是在液体中放置一个浮子，也称浮标，可随液面变化而自由浮动。可随液面变化而自由浮动。 浮子随液面的升降，通过绳索和滑浮子随液面的升降，通过绳索和滑轮带动指针，便指示出液位数值。如果轮带动指针，便指示出液位数值。如果把滑轮的转角和绳索的位移，经过机械把滑轮的转角和绳索的位移，经过机械传动后转化为电阻或电感等变化，就可传动后转化为电阻或电感等变化，就可以进行液位的远传、指示记录液位值。以进行液位的远传、指示记录液位值。 浮子

3、钢带液位计一般用于大型储罐浮子钢带液位计一般用于大型储罐液位测量。液位测量。刘玉长刘玉长浮力式液位计浮力式液位计 1-浮子；浮子；2-磁铁；磁铁；3-铁心；铁心；4-导轮；导轮；5-非导磁管；非导磁管；6-浮球；浮球；7-连杆；连杆；8-转动轴；转动轴； 9-重锤；重锤；10-杠杆杠杆(a)浮子式浮子式(敞口容器敞口容器)(b)浮子式浮子式(密闭容器密闭容器)(c)浮球式浮球式浮力式液位计浮力式液位计 刘玉长刘玉长浮筒式液位计浮筒式液位计 浮筒式液位计是将浮筒式液位计是将浮子改成浮筒，将它半浮子改成浮筒，将它半浸于液体之中，当液面浸于液体之中，当液面变化时，浮筒被液体浸变化时，浮筒被液体浸没的

4、体积随着变化而受没的体积随着变化而受到不同的浮力，通过测到不同的浮力，通过测量浮力的变化可以测量量浮力的变化可以测量液位。液位。 1-浮筒，浮筒，2-杠杆，杠杆，3-扭力管，扭力管，4-芯轴，芯轴，5-推杆，推杆，6-霍尔位移转换器霍尔位移转换器刘玉长刘玉长浮筒式液位计浮筒式液位计 刘玉长刘玉长磁翻板液位计磁翻板液位计 在浮标上设置永久磁铁，安装在非导磁不锈钢导筒内，它在浮标上设置永久磁铁，安装在非导磁不锈钢导筒内，它随导筒内的液位升降，借助于磁耦合作用，使导管外翻转箱内的随导筒内的液位升降，借助于磁耦合作用，使导管外翻转箱内的红白相间的翻板依次翻转。有液体的位置红色朝外，无液体的位红白相间的

5、翻板依次翻转。有液体的位置红色朝外，无液体的位置白色朝外，因此红色就是液位所在，液位高度由标尺显示。置白色朝外，因此红色就是液位所在，液位高度由标尺显示。磁翻板液位计一般配合干簧管液位计进行远传使用。磁翻板液位计一般配合干簧管液位计进行远传使用。 刘玉长刘玉长 投入式液位计是一种测量液位的压力变送器静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为420mA/15VDC）。 投入式液位计一般安装于常压储罐顶部，用于检测罐内液位。 投入式液位计投入式液

6、位计 刘玉长刘玉长差压式液位变送器差压式液位变送器 差压式液位变送器一差压式液位变送器一般用于封闭储罐液位测量，般用于封闭储罐液位测量，差压变压器的正压室仍与差压变压器的正压室仍与容器的下部取压点相连，容器的下部取压点相连，低压室则与容器的密闭空低压室则与容器的密闭空间相连通。通过测量容器间相连通。通过测量容器两个不同点处的压力差来两个不同点处的压力差来计算容器内物体液位（差计算容器内物体液位（差压压）。(a) 差压变送器的安装差压变送器的安装刘玉长刘玉长 特殊介质液体差压液位测量特殊介质液体差压液位测量 某些特殊液体，如腐蚀性、某些特殊液体，如腐蚀性、含固体颗粒、易结晶、易沉淀含固体颗粒、易

7、结晶、易沉淀或粘度大等液体的液位测量，或粘度大等液体的液位测量，不能采用普通差压变送器而只不能采用普通差压变送器而只能采用法兰式差压变送器（因能采用法兰式差压变送器（因为容易造成堵塞或差变损坏）。为容易造成堵塞或差变损坏）。 法兰测头是一不锈钢膜盒，法兰测头是一不锈钢膜盒，膜盒内充以硅油，用毛细管引膜盒内充以硅油，用毛细管引到差压变送器的测量室。到差压变送器的测量室。刘玉长刘玉长电容式物位计电容式物位计 检测原理 圆筒形电容器的电容量圆筒形电容器的电容量C为：为：C=2L/ln(D/d)=kL 可见当将电容传感器插入被测可见当将电容传感器插入被测介质中，电极浸入介质中的深度随介质中，电极浸入介

8、质中的深度随物位高低而变化，电极间介质的升物位高低而变化，电极间介质的升降，必然改变两极板间的电容量，降，必然改变两极板间的电容量，从而可以测出物位。从而可以测出物位。 电容式液位计外壁或电极容易电容式液位计外壁或电极容易受到被测介质受到被测介质 挂壁、蒸汽、介质成挂壁、蒸汽、介质成分变化的干扰，维护量较大，目前分变化的干扰，维护量较大，目前应用逐渐减少。应用逐渐减少。圆筒形电容器圆筒形电容器1-内电极；内电极；2-外电极外电极刘玉长刘玉长雷达液位计雷达液位计 雷达物位计是利用回波测距原理，由喇叭状或雷达物位计是利用回波测距原理，由喇叭状或杆式天线向被测物料面发射微波，微波传播到不同杆式天线向

9、被测物料面发射微波，微波传播到不同相对介电率的物料表面时会产生反射，并被天线所相对介电率的物料表面时会产生反射，并被天线所接收。发射波与接收波的时间差与物料面与天线的接收。发射波与接收波的时间差与物料面与天线的距离成正比，测出传播时间即可得知距离距离成正比，测出传播时间即可得知距离 。 由于微波以光速传播且不受介质由于微波以光速传播且不受介质特性影响，所以在一些有温度，压力特性影响，所以在一些有温度，压力，蒸汽等场合，其它物位计不能正常，蒸汽等场合，其它物位计不能正常工作，而雷达物位计可以使用。工作，而雷达物位计可以使用。刘玉长刘玉长脉冲微波雷达液位计脉冲微波雷达液位计雷达天线面对物料发射微波

10、，雷达天线面对物料发射微波，微波遇到物料后反射，反射微波微波遇到物料后反射，反射微波被脉冲雷达天线接收。那么距离被脉冲雷达天线接收。那么距离物料表面的距离物料表面的距离D可通过脉冲的可通过脉冲的时间行程时间行程T来测得：来测得：D=cT/2 (c是光速是光速)因空罐的距离因空罐的距离E已知，则物已知，则物位位L为：为： L = E-D检测原理检测原理刘玉长刘玉长调频微波物位计调频微波物位计 调频微波物位计天线发射调频微波物位计天线发射的微波是调频连续波，微波频的微波是调频连续波，微波频率随一定时间间隔率随一定时间间隔(即扫描频率即扫描频率)线性改变。当回波被天线接收线性改变。当回波被天线接收到

11、时，天线发射频率已经改变。到时，天线发射频率已经改变。根据回波与发射波的频率差可根据回波与发射波的频率差可以计算出物料面的距离。以计算出物料面的距离。刘玉长刘玉长导波式微波物位计导波式微波物位计 导波式微波物位测量采导波式微波物位测量采用时域反射法用时域反射法 ，通常称导波，通常称导波雷达，采用脉冲波方式工作。雷达，采用脉冲波方式工作。与微波物位计不同点在于雷与微波物位计不同点在于雷达发射的高频脉冲不是通过达发射的高频脉冲不是通过空间传播，而是沿一根空间传播，而是沿一根(或两或两根根)从罐顶伸入直达罐底的导从罐顶伸入直达罐底的导波体传导。导波体可以是金波体传导。导波体可以是金属杆或柔性金属缆绳

12、。属杆或柔性金属缆绳。刘玉长刘玉长核辐射液位计核辐射液位计 检测原理检测原理 核辐射强度随穿透物质厚度核辐射强度随穿透物质厚度H而变的规律为而变的规律为I=I0e- H (朗伯朗伯-比尔定律比尔定律)式中，式中，I、I0 射线透过介质后与射入介质前的强度；射线透过介质后与射入介质前的强度； 介质对射线的吸收系数。介质对射线的吸收系数。 当放射源强度、被测介质一定时当放射源强度、被测介质一定时，则介质厚度，则介质厚度H与射线强与射线强度度I的关系为的关系为: H=(lnI0-lnI)/ 上式表明，上式表明，测出透过介质后的射线强度，便可求出被测介测出透过介质后的射线强度，便可求出被测介质的厚度质

13、的厚度H。 刘玉长刘玉长放射性物位仪放射性物位仪 放射性物位计检测物位的方法，一般为有定点检测和自动跟放射性物位计检测物位的方法，一般为有定点检测和自动跟踪等方式。根据被测对象的实际需要，放射源可有多种安装方式，踪等方式。根据被测对象的实际需要，放射源可有多种安装方式，以适应不同的物位检测和控制的要求。以适应不同的物位检测和控制的要求。刘玉长刘玉长核子液位仪核子液位仪刘玉长刘玉长磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计 磁致伸缩效应指的是对软磁体磁致伸缩效应指的是对软磁体进行磁化后，其形状、大小会发生进行磁化后，其形状、大小会发生变化的物理现象。变化的物理现象。 磁致伸缩液位计主要由电子头、磁致伸缩液位计

14、主要由电子头、探测杆、浮子三部分组成。探测杆探测杆、浮子三部分组成。探测杆由由3 3条同轴的圆管组成：外管由防条同轴的圆管组成：外管由防腐蚀材料制成，以提供保护作用；腐蚀材料制成，以提供保护作用；中间圆管可根据要求装配一个或多中间圆管可根据要求装配一个或多个测温传感器；最中心的是波导管，个测温传感器；最中心的是波导管，其内部是由磁致伸缩材料构成的波其内部是由磁致伸缩材料构成的波导丝；在液位仪探测杆外配有内含导丝；在液位仪探测杆外配有内含磁铁随液位变化的浮子。磁铁随液位变化的浮子。 刘玉长刘玉长工作原理 工作时，电子头中的脉冲发生器首先在磁致伸缩波导丝工作时，电子头中的脉冲发生器首先在磁致伸缩波

15、导丝上施加一个电脉冲信号上施加一个电脉冲信号(亦称询问脉冲，初始脉冲亦称询问脉冲，初始脉冲)，此电脉，此电脉冲同时伴随一个环形磁场，环形磁场与浮子内永磁铁产生的冲同时伴随一个环形磁场，环形磁场与浮子内永磁铁产生的偏置磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变，从而使得由磁偏置磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变，从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个感应扭致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个感应扭转波脉冲，该扭转波以声速由产生点向波导丝的两端传播，转波脉冲，该扭转波以声速由产生点向波导丝的两端传播，传向末端的扭转波被阻尼器件吸收，传向激励端的信号则被传向末端的扭转波被阻尼器件吸收，传向激励端的信号则被检波装置接收，并由电子部件测量出脉冲电流与扭转波的时检波装置接收，并由电子部件测量出脉冲电流与扭转波的时间差，再乘以扭转波在波导丝中的传播速度（固定量为间差，再乘以扭转波在波导丝中的传播速度（固定量为2800m/s），即可精确地计算出浮子产生扭转波的