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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(dǎo)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(yuǎn)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(jìn)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(dāng)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(bào)警、低液位報(bào)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(jì)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(diǎn)，通常可安裝于高處進(jìn)行非接觸式測量。但當(dāng)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(dǎo)波雷達(dá)/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(zhǔn)，靈活性好等，但更優(yōu)于激光檢測，如無需重復(fù)校準(zhǔn)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(xué)檢測原理，通過物體表面反射光線至接收器進(jìn)行檢測，其光斑較小且集中，易于安裝、校準(zhǔn)，靈活性好，可應(yīng)用于散料或液位的連續(xù)或者限位報(bào)警等；但其不適合在透明液體（透明液體容易折射光線，導(dǎo)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(dǎo)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(jì)、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(jìn)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(jì)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?dú)鈮骸Ｔ摐y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(jìn)行校準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)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(zhǔn)。
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(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）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(jī)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(bào)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(jī)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(zhǔn)。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(dāng)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(bào)警、低液位報(bào)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(jì)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(diǎn)，通常可安裝于高處進(jìn)行非接觸式測量。但當(dāng)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(dǎo)波雷達(dá)/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(zhǔn)，靈活性好等，但更優(yōu)于激光檢測，如無需重復(fù)校準(zhǔn)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(xué)檢測原理，通過物體表面反射光線至接收器進(jìn)行檢測，其光斑較小且集中，易于安裝、校準(zhǔn)，靈活性好，可應(yīng)用于散料或液位的連續(xù)或者限位報(bào)警等；但其不適合在透明液體（透明液體容易折射光線，導(dǎo)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(dǎo)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(jì)、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(jìn)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(jì)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?dú)鈮骸Ｔ摐y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(jìn)行校準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)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(zhǔn)。
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(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）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(jì)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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