1、劉玉長劉玉長常用液位計簡介常用液位計簡介劉玉長劉玉長 概述概述 在容器中液體介質的高低叫做液位，測量液在容器中液體介質的高低叫做液位，測量液位的儀表叫液位計。液位計為物位儀表的一種。位的儀表叫液位計。液位計為物位儀表的一種。 由于被測物料的性質千差萬別，物位測量方由于被測物料的性質千差萬別，物位測量方法很多，這里主要介紹平臺常用的物位檢測儀表法很多，這里主要介紹平臺常用的物位檢測儀表的原理與應用。的原理與應用。 根據測量原理不同，液位計可以分為浮力式、根據測量原理不同，液位計可以分為浮力式、差壓式、電導式、超聲波、雷達式、核輻射式、差壓式、電導式、超聲波、雷達式、核輻射式、磁致伸縮式等類型。磁

2、致伸縮式等類型。劉玉長劉玉長浮力式液位計浮力式液位計 浮子式液位計浮子式液位計 浮子式液位計是恒浮力式液位計。浮子式液位計是恒浮力式液位計。它是在液體中放置一個浮子，也稱浮標，它是在液體中放置一個浮子，也稱浮標，可隨液面變化而自由浮動。可隨液面變化而自由浮動。 浮子隨液面的升降，通過繩索和滑浮子隨液面的升降，通過繩索和滑輪帶動指針，便指示出液位數值。如果輪帶動指針，便指示出液位數值。如果把滑輪的轉角和繩索的位移，經過機械把滑輪的轉角和繩索的位移，經過機械傳動后轉化為電阻或電感等變化，就可傳動后轉化為電阻或電感等變化，就可以進行液位的遠傳、指示記錄液位值。以進行液位的遠傳、指示記錄液位值。 浮子

3、鋼帶液位計一般用于大型儲罐浮子鋼帶液位計一般用于大型儲罐液位測量。液位測量。劉玉長劉玉長浮力式液位計浮力式液位計 1-浮子；浮子；2-磁鐵；磁鐵；3-鐵心；鐵心；4-導輪；導輪；5-非導磁管；非導磁管；6-浮球；浮球；7-連桿；連桿；8-轉動軸；轉動軸； 9-重錘；重錘；10-杠桿杠桿(a)浮子式浮子式(敞口容器敞口容器)(b)浮子式浮子式(密閉容器密閉容器)(c)浮球式浮球式浮力式液位計浮力式液位計 劉玉長劉玉長浮筒式液位計浮筒式液位計 浮筒式液位計是將浮筒式液位計是將浮子改成浮筒，將它半浮子改成浮筒，將它半浸于液體之中，當液面浸于液體之中，當液面變化時，浮筒被液體浸變化時，浮筒被液體浸沒的

4、體積隨著變化而受沒的體積隨著變化而受到不同的浮力，通過測到不同的浮力，通過測量浮力的變化可以測量量浮力的變化可以測量液位。液位。 1-浮筒，浮筒，2-杠桿，杠桿，3-扭力管，扭力管，4-芯軸，芯軸，5-推桿，推桿，6-霍爾位移轉換器霍爾位移轉換器劉玉長劉玉長浮筒式液位計浮筒式液位計 劉玉長劉玉長磁翻板液位計磁翻板液位計 在浮標上設置永久磁鐵，安裝在非導磁不銹鋼導筒內，它在浮標上設置永久磁鐵，安裝在非導磁不銹鋼導筒內，它隨導筒內的液位升降，借助于磁耦合作用，使導管外翻轉箱內的隨導筒內的液位升降，借助于磁耦合作用，使導管外翻轉箱內的紅白相間的翻板依次翻轉。有液體的位置紅色朝外，無液體的位紅白相間的

5、翻板依次翻轉。有液體的位置紅色朝外，無液體的位置白色朝外，因此紅色就是液位所在，液位高度由標尺顯示。置白色朝外，因此紅色就是液位所在，液位高度由標尺顯示。磁翻板液位計一般配合干簧管液位計進行遠傳使用。磁翻板液位計一般配合干簧管液位計進行遠傳使用。 劉玉長劉玉長 投入式液位計是一種測量液位的壓力變送器靜壓投入式液位變送器（液位計）是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉換為電信號，再經過溫度補償和線性修正，轉化成標準電信號（一般為420mA/15VDC）。 投入式液位計一般安裝于常壓儲罐頂部，用于檢測罐內液位。 投入式液位計投入式液

6、位計 劉玉長劉玉長差壓式液位變送器差壓式液位變送器 差壓式液位變送器一差壓式液位變送器一般用于封閉儲罐液位測量，般用于封閉儲罐液位測量，差壓變壓器的正壓室仍與差壓變壓器的正壓室仍與容器的下部取壓點相連，容器的下部取壓點相連，低壓室則與容器的密閉空低壓室則與容器的密閉空間相連通。通過測量容器間相連通。通過測量容器兩個不同點處的壓力差來兩個不同點處的壓力差來計算容器內物體液位（差計算容器內物體液位（差壓壓）。(a) 差壓變送器的安裝差壓變送器的安裝劉玉長劉玉長 特殊介質液體差壓液位測量特殊介質液體差壓液位測量 某些特殊液體，如腐蝕性、某些特殊液體，如腐蝕性、含固體顆粒、易結晶、易沉淀含固體顆粒、易

7、結晶、易沉淀或粘度大等液體的液位測量，或粘度大等液體的液位測量，不能采用普通差壓變送器而只不能采用普通差壓變送器而只能采用法蘭式差壓變送器（因能采用法蘭式差壓變送器（因為容易造成堵塞或差變損壞）。為容易造成堵塞或差變損壞）。 法蘭測頭是一不銹鋼膜盒，法蘭測頭是一不銹鋼膜盒，膜盒內充以硅油，用毛細管引膜盒內充以硅油，用毛細管引到差壓變送器的測量室。到差壓變送器的測量室。劉玉長劉玉長電容式物位計電容式物位計 檢測原理 圓筒形電容器的電容量圓筒形電容器的電容量C為：為：C=2L/ln(D/d)=kL 可見當將電容傳感器插入被測可見當將電容傳感器插入被測介質中，電極浸入介質中的深度隨介質中，電極浸入介

8、質中的深度隨物位高低而變化，電極間介質的升物位高低而變化，電極間介質的升降，必然改變兩極板間的電容量，降，必然改變兩極板間的電容量，從而可以測出物位。從而可以測出物位。 電容式液位計外壁或電極容易電容式液位計外壁或電極容易受到被測介質受到被測介質 掛壁、蒸汽、介質成掛壁、蒸汽、介質成分變化的干擾，維護量較大，目前分變化的干擾，維護量較大，目前應用逐漸減少。應用逐漸減少。圓筒形電容器圓筒形電容器1-內電極；內電極；2-外電極外電極劉玉長劉玉長雷達液位計雷達液位計 雷達物位計是利用回波測距原理，由喇叭狀或雷達物位計是利用回波測距原理，由喇叭狀或桿式天線向被測物料面發射微波，微波傳播到不同桿式天線向

9、被測物料面發射微波，微波傳播到不同相對介電率的物料表面時會產生反射，并被天線所相對介電率的物料表面時會產生反射，并被天線所接收。發射波與接收波的時間差與物料面與天線的接收。發射波與接收波的時間差與物料面與天線的距離成正比，測出傳播時間即可得知距離距離成正比，測出傳播時間即可得知距離 。 由于微波以光速傳播且不受介質由于微波以光速傳播且不受介質特性影響，所以在一些有溫度，壓力特性影響，所以在一些有溫度，壓力，蒸汽等場合，其它物位計不能正常，蒸汽等場合，其它物位計不能正常工作，而雷達物位計可以使用。工作，而雷達物位計可以使用。劉玉長劉玉長脈沖微波雷達液位計脈沖微波雷達液位計雷達天線面對物料發射微波

10、，雷達天線面對物料發射微波，微波遇到物料后反射，反射微波微波遇到物料后反射，反射微波被脈沖雷達天線接收。那么距離被脈沖雷達天線接收。那么距離物料表面的距離物料表面的距離D可通過脈沖的可通過脈沖的時間行程時間行程T來測得：來測得：D=cT/2 (c是光速是光速)因空罐的距離因空罐的距離E已知，則物已知，則物位位L為：為： L = E-D檢測原理檢測原理劉玉長劉玉長調頻微波物位計調頻微波物位計 調頻微波物位計天線發射調頻微波物位計天線發射的微波是調頻連續波，微波頻的微波是調頻連續波，微波頻率隨一定時間間隔率隨一定時間間隔(即掃描頻率即掃描頻率)線性改變。當回波被天線接收線性改變。當回波被天線接收到

11、時，天線發射頻率已經改變。到時，天線發射頻率已經改變。根據回波與發射波的頻率差可根據回波與發射波的頻率差可以計算出物料面的距離。以計算出物料面的距離。劉玉長劉玉長導波式微波物位計導波式微波物位計 導波式微波物位測量采導波式微波物位測量采用時域反射法用時域反射法 ，通常稱導波，通常稱導波雷達，采用脈沖波方式工作。雷達，采用脈沖波方式工作。與微波物位計不同點在于雷與微波物位計不同點在于雷達發射的高頻脈沖不是通過達發射的高頻脈沖不是通過空間傳播，而是沿一根空間傳播，而是沿一根(或兩或兩根根)從罐頂伸入直達罐底的導從罐頂伸入直達罐底的導波體傳導。導波體可以是金波體傳導。導波體可以是金屬桿或柔性金屬纜繩

12、。屬桿或柔性金屬纜繩。劉玉長劉玉長核輻射液位計核輻射液位計 檢測原理檢測原理 核輻射強度隨穿透物質厚度核輻射強度隨穿透物質厚度H而變的規律為而變的規律為I=I0e- H (朗伯朗伯-比爾定律比爾定律)式中，式中，I、I0 射線透過介質后與射入介質前的強度；射線透過介質后與射入介質前的強度； 介質對射線的吸收系數。介質對射線的吸收系數。 當放射源強度、被測介質一定時當放射源強度、被測介質一定時，則介質厚度，則介質厚度H與射線強與射線強度度I的關系為的關系為: H=(lnI0-lnI)/ 上式表明，上式表明，測出透過介質后的射線強度，便可求出被測介測出透過介質后的射線強度，便可求出被測介質的厚度質

13、的厚度H。 劉玉長劉玉長放射性物位儀放射性物位儀 放射性物位計檢測物位的方法，一般為有定點檢測和自動跟放射性物位計檢測物位的方法，一般為有定點檢測和自動跟蹤等方式。根據被測對象的實際需要，放射源可有多種安裝方式，蹤等方式。根據被測對象的實際需要，放射源可有多種安裝方式，以適應不同的物位檢測和控制的要求。以適應不同的物位檢測和控制的要求。劉玉長劉玉長核子液位儀核子液位儀劉玉長劉玉長磁致伸縮液位計磁致伸縮液位計 磁致伸縮效應指的是對軟磁體磁致伸縮效應指的是對軟磁體進行磁化后，其形狀、大小會發生進行磁化后，其形狀、大小會發生變化的物理現象。變化的物理現象。 磁致伸縮液位計主要由電子頭、磁致伸縮液位計

14、主要由電子頭、探測桿、浮子三部分組成。探測桿探測桿、浮子三部分組成。探測桿由由3 3條同軸的圓管組成：外管由防條同軸的圓管組成：外管由防腐蝕材料制成，以提供保護作用；腐蝕材料制成，以提供保護作用；中間圓管可根據要求裝配一個或多中間圓管可根據要求裝配一個或多個測溫傳感器；最中心的是波導管，個測溫傳感器；最中心的是波導管，其內部是由磁致伸縮材料構成的波其內部是由磁致伸縮材料構成的波導絲；在液位儀探測桿外配有內含導絲；在液位儀探測桿外配有內含磁鐵隨液位變化的浮子。磁鐵隨液位變化的浮子。 劉玉長劉玉長工作原理 工作時，電子頭中的脈沖發生器首先在磁致伸縮波導絲工作時，電子頭中的脈沖發生器首先在磁致伸縮波

15、導絲上施加一個電脈沖信號上施加一個電脈沖信號(亦稱詢問脈沖，初始脈沖亦稱詢問脈沖，初始脈沖)，此電脈，此電脈沖同時伴隨一個環形磁場，環形磁場與浮子內永磁鐵產生的沖同時伴隨一個環形磁場，環形磁場與浮子內永磁鐵產生的偏置磁場相遇時，浮子周圍的磁場發生改變，從而使得由磁偏置磁場相遇時，浮子周圍的磁場發生改變，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生一個感應扭致伸縮材料做成的波導絲在浮子所在的位置產生一個感應扭轉波脈沖，該扭轉波以聲速由產生點向波導絲的兩端傳播，轉波脈沖，該扭轉波以聲速由產生點向波導絲的兩端傳播，傳向末端的扭轉波被阻尼器件吸收，傳向激勵端的信號則被傳向末端的扭轉波被阻尼器件吸收，傳向激勵端的信號則被檢波裝置接收，并由電子部件測量出脈沖電流與扭轉波的時檢波裝置接收，并由電子部件測量出脈沖電流與扭轉波的時間差，再乘以扭轉波在波導絲中的傳播速度（固定量為間差，再乘以扭轉波在波導絲中的傳播速度（固定量為2800m/s），即可精確地計算出浮子產生扭轉波的