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幾種常見的液位測量方式
2019-05-11
在如食品飲料、日化品、醫(yī)藥、半導體等行業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，為了保障產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，生產(chǎn)過程直接由人工監(jiān)控和干預(yù)的時代已經(jīng)遠去，液位測量和監(jiān)控扮演著越來越重要的角色，可以說，液位的測量和監(jiān)控直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至關(guān)系到生產(chǎn)的過程是否能夠順利進行。
2．音叉振動測量：音叉式測量僅為開關(guān)量輸出，不能用于連續(xù)性監(jiān)控液體高度，比較代表性的是音叉液位開關(guān)。其原理為：當液體或者散料填充兩個振動叉時，共振頻率改變，依靠檢測頻率改變而發(fā)出開關(guān)信號。其可用于高粘度液體或者固體散料的高度監(jiān)控，主要為防溢報警、低液位報警等，不提供模擬量輸出，另外，多數(shù)情況下需要開孔安裝于容器側(cè)面。
3．超聲波測量：由于其原理為通過檢測超聲波發(fā)送與反射的時間差來計算液位高度，易受超聲波傳播的能量損耗影響。其具有安裝容易、靈活性高等特點，通常可安裝于高處進行非接觸式測量。但當使用于含蒸汽、粉層等環(huán)境時，檢測距離將會明顯縮短，因此，不建議在有泡沫等的吸波環(huán)境下使用。
4．TDR（時域反射）/導波雷達/微波原理測量：其名稱在行業(yè)內(nèi)有多種不同的叫法，其具有激光測量的好處，如：易于安裝、校準，靈活性好等，但更優(yōu)于激光檢測，如無需重復(fù)校準和多功能輸出等，適用于各種含泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應(yīng)用于高粘性液體，受外部環(huán)境干擾相對小，但其測量高度一般小于6米。
5．激光測量：激光類傳感器基于光學檢測原理，通過物體表面反射光線至接收器進行檢測，其光斑較小且集中，易于安裝、校準，靈活性好，可應(yīng)用于散料或液位的連續(xù)或者限位報警等；但其不適合在透明液體（透明液體容易折射光線，導致光線無法反射至接收器）、含泡沫或者蒸汽環(huán)境（無法穿透泡沫或者容易受到蒸汽干擾）、波動性液體（容易造成誤動作）、振動環(huán)境等使用。
6．光電折射式測量：該檢測方式通過傳感器內(nèi)部發(fā)出光源，光源通過透明樹脂全反射至傳感器接受器，但遇到液面時，部分光線將折射至液體，從而傳感器檢測全反射回來光量值的減少來監(jiān)控液面。該檢測方式便宜，安裝、調(diào)試簡單，但僅能應(yīng)用于透明液體，同時只輸出開關(guān)量信號。
7．電容式測量：電容式測量主要通過檢測由于液面或者散料高度變化而導致的電容值變化來測量料位高度。其類型較多，有可輸出模擬量的電容式液位計、電容式接近開關(guān)，電容式接近開關(guān)可以安裝于容器側(cè)面進行非接觸檢測。選擇時必須注意，電容傳感器容易受到不同的容器材質(zhì)和溶液屬性影響，如塑料容器和掛料情況容易影響模擬量輸出的電容傳感器。
8．靜壓式測量：該測量方式采用安裝于底部的壓力傳感器，通過檢測底部液體壓力，轉(zhuǎn)換計算出液位高度，其底部液體壓力參考值為與頂部連通的大氣壓或者已知氣壓。該測量方式要求采用高精度、齊平式壓力傳感器，同時換算過程需要不斷進行校準，其優(yōu)點為檢測不受液位高度限制，但高度越高，傳感器精度要求越高，長時間使用或者更換液體時需要重復(fù)校準。
以上就是“幾種常見的液位測量方式”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
目前，簡單的機械式、粗略式的測量和監(jiān)控，也日益被高可靠性、高穩(wěn)定性以及安裝調(diào)試簡單、尺寸緊湊、應(yīng)用多樣的測量方式所取代。另外，由于液位檢測環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，也為傳感器的應(yīng)用帶來了不同挑戰(zhàn)。例如：高粘度液體高度檢測、含雜質(zhì)的廢水液位監(jiān)控、帶泡沫的液位高度測量、高腐蝕性液體高度報警等等。針對市場上各種各樣的需求，研發(fā)人員開發(fā)了多種測量技術(shù)和液位測量方式。下面就介紹下幾種常見的液位測量方式。
1．浮球式測量：該方式為最簡單、最古老的檢測方式，價格相對便宜。主要是通過浮球的上下升降來檢測液面的變化，其為機械式檢測，檢測精度容易受浮力影響，重復(fù)精度差，不同液體需要重新校準。不適用于粘稠性或者含雜質(zhì)液體，容易造成浮球堵塞，同時，不符合食品衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用要求。2．音叉振動測量：音叉式測量僅為開關(guān)量輸出，不能用于連續(xù)性監(jiān)控液體高度，比較代表性的是音叉液位開關(guān)。其原理為：當液體或者散料填充兩個振動叉時，共振頻率改變，依靠檢測頻率改變而發(fā)出開關(guān)信號。其可用于高粘度液體或者固體散料的高度監(jiān)控，主要為防溢報警、低液位報警等，不提供模擬量輸出，另外，多數(shù)情況下需要開孔安裝于容器側(cè)面。
3．超聲波測量：由于其原理為通過檢測超聲波發(fā)送與反射的時間差來計算液位高度，易受超聲波傳播的能量損耗影響。其具有安裝容易、靈活性高等特點，通常可安裝于高處進行非接觸式測量。但當使用于含蒸汽、粉層等環(huán)境時，檢測距離將會明顯縮短，因此，不建議在有泡沫等的吸波環(huán)境下使用。
4．TDR（時域反射）/導波雷達/微波原理測量：其名稱在行業(yè)內(nèi)有多種不同的叫法，其具有激光測量的好處，如：易于安裝、校準，靈活性好等，但更優(yōu)于激光檢測，如無需重復(fù)校準和多功能輸出等，適用于各種含泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應(yīng)用于高粘性液體，受外部環(huán)境干擾相對小，但其測量高度一般小于6米。
5．激光測量：激光類傳感器基于光學檢測原理，通過物體表面反射光線至接收器進行檢測，其光斑較小且集中，易于安裝、校準，靈活性好，可應(yīng)用于散料或液位的連續(xù)或者限位報警等；但其不適合在透明液體（透明液體容易折射光線，導致光線無法反射至接收器）、含泡沫或者蒸汽環(huán)境（無法穿透泡沫或者容易受到蒸汽干擾）、波動性液體（容易造成誤動作）、振動環(huán)境等使用。
6．光電折射式測量：該檢測方式通過傳感器內(nèi)部發(fā)出光源，光源通過透明樹脂全反射至傳感器接受器，但遇到液面時，部分光線將折射至液體，從而傳感器檢測全反射回來光量值的減少來監(jiān)控液面。該檢測方式便宜，安裝、調(diào)試簡單，但僅能應(yīng)用于透明液體，同時只輸出開關(guān)量信號。
7．電容式測量：電容式測量主要通過檢測由于液面或者散料高度變化而導致的電容值變化來測量料位高度。其類型較多，有可輸出模擬量的電容式液位計、電容式接近開關(guān)，電容式接近開關(guān)可以安裝于容器側(cè)面進行非接觸檢測。選擇時必須注意，電容傳感器容易受到不同的容器材質(zhì)和溶液屬性影響，如塑料容器和掛料情況容易影響模擬量輸出的電容傳感器。
8．靜壓式測量：該測量方式采用安裝于底部的壓力傳感器，通過檢測底部液體壓力，轉(zhuǎn)換計算出液位高度，其底部液體壓力參考值為與頂部連通的大氣壓或者已知氣壓。該測量方式要求采用高精度、齊平式壓力傳感器，同時換算過程需要不斷進行校準，其優(yōu)點為檢測不受液位高度限制，但高度越高，傳感器精度要求越高，長時間使用或者更換液體時需要重復(fù)校準。
以上就是“幾種常見的液位測量方式”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術(shù)有限公司市場部2019年5月11日發(fā)布）
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