《液位测量技术发展及现状》4200字

液位测量技术发展及现状综述目录TOC\o"1-2"\h\u5967液位测量技术发展及现状综述 122604[1-3] 112325 2121891.2.1接触式测量确定方法[4-6] 2219791.2.2非接触式测量方法 32074参考文献 4[1-3]标准液位测试专业技术的发展进步前期，通常按照机械设备理论，通常是直视法与浮力法，发挥直接指令与标准液位警示的影响，例如最开始的浮力式标准液位测试模式。但是，伴随着电子信息专业技术的快速发展进步，标准液位测试专业技术逐渐完成了机电设备系统化，使用液体的少数物理特征属性，例如介电常量、电导比例等，衍生出许多全新的测试模式，例如额定电容式、光导纤维式等。外国的标准液位测试专业技术发展进步发起早，分析研究深入、全面。很多企业研发出多种不同的使用性能、自动智能化与人工智能化综合水平高、准确度高的标准液位感应设备商品与专业技术，开始向高精度、智能化、提高适应恶劣环境的能力方面转变。例如美国DREXELBROOK企业研发的UniversallⅡTM持续标准液位变送控制器设备（应用额定电容式射频导纳理论，其准确度可以达到1.0‰，标准量程可以达到15m，自动输出参考标准的4-20mA工作电流数据信号，设立上、最低下限位自动报警，并且兼容支持人工智能通信服务协议—HART、Honeywell等）。还存在美国Milltronics企业应用非直接接触型超声波测量确定，研发出超声波标准液位感应设备，能够测量确定标准液位及标准液位差，30cm到14m作用范围的标准液位改变都能监督控制；Magmetrol国际公司同样采用非接触式超声波测量，研制出Echtel-FⅡ型超声波液位计。美国在液位传感器方面一直处于领先地位，和日本、加拿大等企业研发的标准液位测试商品,在全球交易市场上占据有巨大的比例。还存在其它国家与企业研发的标准液位感应设备等商品，广泛应用在第二产业、食品等产业，并且很多地全面进入中国标准液位测量确定行业领域。全国标准液位测量确定专业技术的发展进步相对落后，因为受到发展历史原因严格限制，发展进步前期专业技术综合水平远滞后于外国发达西方国家，测量确定设备的自动智能化作用程度与人工智能化综合水平较低，在准确度、可行性与作用功能性等多个方面都和外国商品有比较多差别距离，很多标准液位测量确定模式与设备具有多个的主要问题和矛盾。为了完善这类实际状况，一方面引入外国比较先进、准确度高的测量确定专业技术，但是成本费用比较大；与此同时，也在已有综合水平上展开专业技术改善，提升全国标准液位测试的准确度。最近几年以来因为全国社会经济的稳定发展进步，中国的科研技术综合水平持续提升，标准液位测量确定专业技术也随后迅速的发展进步。多年的科学技术发展，全球在标准液位测量确定行业领域应用的专业技术与商品许多，旧有传统类型的标准液位计，按照其应用的测量确定专业技术及运用模式分类已多达十余种。目前直视法已不常使用，广泛使用的液位测量方法根据探测头和被测中间介质的具体位置相互关系能够划分为接触式与非直接接触型两大类。1.2.1接触式测量确定方法[4-6]（1）浮力式液位测量法浮力式液位测量是应用较早的一种测量方法，由于结构简单，价格低廉，目前仍有较广泛的应用。该类测量方法依靠浮力原理测量液位，形成了很多种不同测量确定设备，例如：浮子式：应用浮子作为标准液位测量确定设备元件，联动程序编码盘或者程序编码带等自动显示设备，或者链接变送控制器设备，方便了远距离自动传输测量确定数据信号；浮球式：使用杠杆理论工作，浮球伴随着标准液位改变而绕转轴机械转动，联动转轴上的指示针机械转动，并且和另一终端的相互平衡重平衡，与此同时，在标准刻度盘上指令出标准液位有效数值。除了以上方式外，还有伺服式、沉筒式，均属于利用浮力原理来工作的。这类装置结构简单，较易实现，但是浮子或浮球等会随着液位上下波动，影响测量精度；另外，因其有机械活动部件，长时间使用易磨损，且摩擦会对测量准确性产生影响。（2）差压式液位测量法差压式液位测量法是利用液面高度变化时容器底部的压力也随之而变，引起半导体硅片形变，引发测量电桥不平衡，将液位信号换位电压信号。差压式液位测量原理简单，应用广泛，但也有其局限性，要求被测液体的密度是已知的，而且要恒定不变。（3）磁致弹性伸缩标准液位测量确定法磁致弹性伸缩标准液位测量确定的理论是，当感应设备工作的时候，感应设备的工作电路组成部分将会在测杆里的波导丝上鼓励出信号脉冲工作电流，这个工作电流沿波导丝传播的时候，就会在波导丝的四周形成信号脉冲工作电流磁场。经过测量确定信号脉冲工作电流和扭转波的有效时间差，能够准确地明确浮子所在的具体位置，也就是液面的具体位置。即使这种类感应设备准确度高、便于装配维护，可以长时间工作，但是如果液体介质密度较大时，浮子容易卡滞，产生较大误差，而且与其它原理传感器相比，价格也比较昂贵。（4）额定电容式标准液位测量确定法额定电容式标准液位测量确定法是使用被测液体的介电常量特征属性，不相同中间介质混合在柱状电容器设备中，液位变化转换成电容量的变化，不同介质占有比例不同则电容量不同。电容式液位测量法没有运动机械结构，动态响应好，可实现连线测量。但是容易受到寄生额定电容干扰影响，并且需求介电常量稳定，对被测中间介质的介电常量的改变比较敏锐。1.2.2非接触式测量方法（1）超声波标准液位测量确定法[5、6]超声波标准液位测量确定法是使用超声波的特征，在测量确定里超声波信号脉冲由感应设备（换能控制器设备）发送，声波经液体表层反射后被同一感应设备自动接收或者超声波自动接收控制器设备，经过压电晶体或者磁致弹性伸缩设备器件交换成电力信号，并且由声波的自动发射与自动接收相互之间的有效时间来运算感应设备到被测液体表层的有效实际距离。因为应用非接触的测量确定，被测中间介质基本上不会受到严格限制，可大量应用在多种液体与固体物质材料实际高度的测量确定。但是其容易受到传播中间介质、环境实际温度等影响因素干扰影响，测量确定准确度偏低，可行性比较差，校正修改补偿庞杂。（2）导波雷达标准液位测量确定法[5]雷达标准液位测量确定应用自动发射、反射、自动接收的任务工作方式。雷达标准液位计的信号天线自动发射出电磁波，上述波经被测目标对象表层反射之后，被信号天线自动接收，电磁波从自动发射到自动接收的有效时间和到液面的有效实际距离为正比例关系。雷达波不容易受到干扰影响，并且能穿透塑料容器设备展开测量确定，不需要在容器设备壁开孔作业，完成非接触测量确定，可应用在很多种不同场所。但是数据信号运行工作作用时间短，对研究分析工作电路需求比较大，造成造价成本昂贵，推广普及使用困难。（3）光纤液位测量法[5、7]光纤传感器技术是根据光的全反射基本定律。光导纤维感应设备由自动发射光导纤维与自动接收光导纤维构成，光源发送的光经过自动发射光导纤维自动发射到标准液位表层，自动发射回来的光由自动接收光导纤维自动接收，自动接收光导纤维自动传输的光线信号全面进入光导纤维放大设备，完成数据信号的扩大，再交换是电力信号，便利数据信息全面处理。由反射光量就可以知道了解敏锐设备元件是否接触液体或者标准液位的大小。这种感应设备组成结构简易、反应作用时间短、抗电磁影响干扰水平强，但是受光源作用强度与链接控制器设备消耗的影响作用，它的测量有效范围受严格限制，准确度较低，长时间稳定安全性差。（4）核辐射式测量法[7]核辐射式测量法，也被称之为同位素/放射线标准液位测量确定，它是使用放射性同位素射线的穿透与反射水平，经过测量确定α射线、β射线、γ射线到达物质材料时穿过物质材料或者通过物质材料反射的衰减作用理论，测试穿过被测物质材料之后的射线数据信号的作用强度，来实现测量确定标准液位的发展目的。因为射线容易受到衰减作用，测试数据信息的能量容易经济损失，测量确定准确度不理想、有辐射作用、对人体有毒有害。参考文献[1]侯亚宾.电容式油位检测系统的设计与实验研究[D].2016.[2]张曹龙．电容式液位计信号变换电路研究与设计［Ｄ］．成都：电子科技大学,2013.[3]刘佳云.基于CAV444的电容式液位传感器的研究与设计[D].2017.[4]张波.分段电容式液位测量的研究[D].大连：大连海事大学,2010.[5]杨天麒.基于电容测量的液位检测技术研究[D].成都：电子科技大学,2015.[6]王美联.双电容LNG液位智能传感器的研制[D].2016.[7]冯斌.一种与介质无关的电容式液位测量方法研究[D].重庆大学,2009.[8]程卫丹.电容式液位传感器及积算仪表的研制[D].沈阳理工大学,2011.[9]高松.车载油量传感器信号处理方法研究[D].2014.[10]袁玉卓.电容式物位测量系统的设计与实现[D].2017.[11]秦尧.电容式液位传感器ASIC设计[D].[12]武维茂.电容式液位计设计[D].电子科技大学,2014.[13]徐乐年,林敏,孙崇雨,etal.电容式灌装液位检测系统的设计[J].仪表技术与传感器,433(02):76-78.[14]谭公礼.多传感器的飞机油箱燃油测量系统的研究[D].2015.[15]贾俊舒.飞机油箱油量测量技术研究[D].[16]单宝峰,张广涛,李景春,etal.航空油量测量技术研究及其发展现状[J].自动化仪表,2013(04):36-37+41.[17]张超,胡顺杰.基于MCS-51单片机的一种带死区的PWM脉冲调制方法[J].电源世界,2014(03):32-34+38.[18]钱洁.基于PWM技术的LED调光电源设计与实现[D].2019.[19]韩升晖.基于单片机的超声波液位计的设计与实现[D].华北电力大学,2014.[20]黄四青.基于单片机的超声波油位测量仪的研究和实现[D].2011.[21]赵开理.基于单片机设计直流电机控制系统[D].[22]于航.计算电容式燃料液位传感器的研究[D].2016.[23]王颖.计算电容式液位传感器结构仿真优化与信号转换技术[D].2017.[24]袁明昱,秦慧娴,郭晨晨.利用电容式原理测量液位[J].电子技术与软件工程,2018,No.136(14):252-253.[25]黄刚.燃油油量及耗量测量控制系统设计与实现[D].[26]刘韬.飞机油量测量系统电磁干扰问题研究[D].电子科技大学,2009.[27]皮定,张永俊,唐勇军.PIC单片机控制的μs级PWM脉冲电源的研究[J].电加工与模具(3):33-36.[28]吴晓男,于进勇,戴洪德.测量飞机油量的电容式传感器设计[J].电子产品世界,2012(10):63-65.[29]隋修武,谢望,樊玉铭,etal.电容式液位传感器的有限元计算与误差分析[J].传感器与微系统,2008,27(6):53-55.[30]程卫丹,巴鹏,任希文,etal.基于充放电原理的电容式液位传感器测量电路的设计[J].数字技术与应用,2010(10):124.[31]王磊.基于电容式传感器的油位测量系统研究[J].舰船电子工程,2014,34(8):142-144.[32]聂海涛,刘云昌.电容式传感器在飞机燃油测量系统中的应用[J].沈