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水位傳感器的工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：4321 發(fā)布時間：2021-11-16
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根線的水位傳感器的工
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根線的水位傳感器的工作原理作原理
在物位測量中，方法眾多，但都有自己的適用范圍：
1.
接觸式測量
接觸式測量是從鋼帶浮子液位計為開端，
以各種方式精確測量浮子距離而演化到各種現(xiàn)代化
儀表如
伺服式、磁致伸縮式等等鋼帶浮子式：最早期的液位計，現(xiàn)今都面臨著更新?lián)Q代工
作原理
浮子受浮力浮在介質(zhì)表面，通過變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值，液位上升
或下降破壞了力平衡后，浮子也跟隨上升下降，帶動鋼帶運(yùn)行。理論精度在
2-3mm
左右
安
裝復(fù)雜，可靠性較低，由于機(jī)械部件多，很容易發(fā)生鋼帶卡死不動的情況。
光纖式即將鋼
帶液位通過光碼盤讀出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。
2.
磁致伸縮型
磁致伸縮型工作原理探棒上端電子部件產(chǎn)
生低壓電流脈沖，開始計時，產(chǎn)生磁場沿磁致伸
縮線向下傳播，
浮子隨著液位變化沿測量竿上下移動，浮子內(nèi)有磁鐵，
也產(chǎn)生磁場，兩個磁
場相遇，
磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，
脈沖速度已知，
計算脈沖傳播時間即對應(yīng)液位
精確變化。
（電流以光速運(yùn)行，所以其傳播時間與力波時間相比可忽略）精度最高能夠達(dá)到
1mm
優(yōu)缺點(diǎn)分析
磁致伸縮液位精度較高，可測油水分界面但由于其接觸的測量方式和較
高的安裝、維護(hù)要求導(dǎo)致市場普及不廣。
3.
伺服式液位計
伺服式液位計是最近比較成功的新型液位計，
主要應(yīng)用在輕油品的高精度測量中。
與雷達(dá)液
位計形成比較強(qiáng)的競爭?；驹硗搸揭何挥嫞哂芯_的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，
形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過考慮鋼帶自身重力，精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力，
得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度，以得到液位值。精度高，能夠達(dá)到
1mm
，滿足計量級要
求。
使用于平靜的輕質(zhì)無腐蝕性液體。
安裝調(diào)試比較麻煩，
同樣有接觸式液位計的各種不利
因素價格高昂。
4.
靜壓式液位計
靜壓式液位計比較特殊，
其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過測量液體底部的壓
力來折算液位高度。
P
＝
ρ
gh
（
P
壓強(qiáng)）由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大，所以常常精
度比較差，
而為消除這些影響，
需要很多其他測試儀表，
結(jié)果搭建一套完善的靜壓測量系統(tǒng)
價格很高。
5.
非接觸式測量
非接觸式測量通常采用發(fā)射能被所測介質(zhì)反射的波的形式進(jìn)行測量，利用已知的波傳播速
度，通過直接或間接測量波的傳播時間來得到液面與測量儀表間的距離，進(jìn)而得到液位值。
根據(jù)發(fā)射波種類有光波激光液位計超聲波超聲波液位計電磁波
雷達(dá)液位計。
6.
雷達(dá)測量
雷達(dá)測量采用發(fā)射電磁波形式，由于所測介質(zhì)的介電常數(shù)均大于空氣和真空的
1
，由于介質(zhì)
的不連續(xù)性，
在空氣和液體分界面出就會出現(xiàn)反射現(xiàn)象，
電磁波在空氣中傳播速度基本不受
溫度影響，
所以通過測量電磁波從發(fā)射到反射被接收之間的時間，
就可以測出液位計離液面
的高度，進(jìn)而得到液位值。雷達(dá)液位計又分兩大類，它們的具體測量原理并不相同。雷達(dá)
位計分類脈沖式調(diào)頻連續(xù)波方式（
FMCW
）
。
7.
脈沖雷達(dá)測量
脈沖式雷達(dá)的原理和超聲波式基本一致。
雷達(dá)發(fā)射短微波脈沖，
脈沖在液面處被反射，
雷達(dá)
接收到反射回波通過信號處理，得到目標(biāo)距離。
R=c*
（
t1-t0
）
/2
市場上一般低價位的雷達(dá)
液位計均為脈沖式，代表的有
KROHNE
、
siemens
、
E+H
、
VEGA
等等精度：
±
5~10mm
8.
調(diào)頻連續(xù)波方式（
FMCW
）
原理：線性掃頻，測頻等效于測時，得到電磁波傳播時間，進(jìn)而得到距離。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)
的優(yōu)點(diǎn)精度高
可達(dá)
±
0.5mm
抗干擾能力強(qiáng)
適用范圍廣
可用于腐蝕性、
高溫高壓、
不平靜
液體
無移動部件，
免維修，
可靠性高安裝方便
配置靈活，
不同天線與雷達(dá)頭組合適用不同
測量環(huán)境
國外雷高精度的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)在世界上以瑞典的
SAAB
公司的
saab-pro
系列
和
saab-rex
系列為典型。
pro
系列為控制級別的液位計，精度
±
3~10mm
Rex
系列是具有
貿(mào)易交接認(rèn)證的
±
0.5mm
精度液位計。
也是當(dāng)今精度最高的雷達(dá)液位計。
達(dá)液位
產(chǎn)品都采用調(diào)頻連續(xù)波方式，價格比較貴
磁致伸縮液位傳感器，
主要應(yīng)用于各類儲罐該種液位儀具有精度高、
環(huán)境適應(yīng)
性強(qiáng)、安裝方便等特點(diǎn)。因此，廣泛應(yīng)用于石油、化工等液位測量領(lǐng)域，并逐漸取代了其它
傳統(tǒng)的傳感器，成為液位測量中的