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  清紅的家 2008-03-25 00:00:00

  和其他任何過程儀器儀表一樣，選擇合適的液位傳感技術(shù)要從分析實際應(yīng)用環(huán)境開始。 測量容器中液體或固體物質(zhì)的量一直以來都是過程儀器儀表Z基本的功能之一。通常我們所謂的測量罐內(nèi)液位，其實在大多數(shù)情況下所需的信息是體積，真正需要了解液位的情況非常少。和流量測量一樣，液位測量技術(shù)的原理極其豐富。在本文中，我們將僅對那些提供電子數(shù)據(jù)采集、同時已經(jīng)被多個制造商支持的技術(shù)，進(jìn)行一個簡單的介紹，而不是全面討論。 選擇液位傳感器要從了解該流程的特定需求及其應(yīng)用環(huán)境的限制條件開始。液位測量是“連續(xù)式”，或是“觸點液位式（離散式）”的，前者的結(jié)果顯示液位在罐內(nèi)的什么位置，而后者的結(jié)果顯示它是否在設(shè)定點以上或以下。如果工藝上需要某給定儲罐中的100加侖液體，那我們只需要知道它已經(jīng)超過100加侖就足夠了，而根本不用去關(guān)心具體超過多少。同樣的，我們一般還會需要一個液位低報警以防罐子被抽空，以及一個高報警防止它溢出。 選擇Z佳測量技術(shù)從了解該過程工藝的需要開始 從分析開始 選擇測量方法應(yīng)該從對測量過程和你所需信息的分析開始： 測量的對象什么？測量固體物質(zhì)具有相當(dāng)?shù)碾y度，因為粉末狀和顆粒狀物體會在 容器內(nèi)漂浮，從而覆蓋內(nèi)表層或在靠近出口點處造成“鼠洞”現(xiàn)象。限于技術(shù)原因，這些因素很可能造成不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)測量。相對規(guī)矩的液體比較容易處理，然而漿料及固體物質(zhì)含量也可能會導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。此外，泡沫、振蕩，甚至粉塵都可能欺騙反射測量，而電介質(zhì)的特性也會影響電容式傳感器。 測量的精度如何？這通常僅僅影響到連續(xù)測量，但要根椐容器的大小而定。非常精確(±<1%)的測量是可能達(dá)到的，但成本會很昂貴。通常對一個大容器進(jìn)行大范圍的測量時很少需要非常精確的讀數(shù)。 需要接觸被測物嗎？很多方法都需要進(jìn)入容器內(nèi)并且與被測物相接觸。當(dāng)然也有些方法不需要這樣。 是否需要并可能穿透罐壁或者直接在罐內(nèi)？有些方法根本不需要穿透罐體。不過如果被測物非常敏感，或者如果罐處于高壓狀態(tài)下，罐體穿透可能是個不錯的選擇。如果要求測量已有罐體且該罐沒有合適的艙口，改裝就不可避免了。 你知道確實的內(nèi)部尺寸嗎？如果體積是Z終目標(biāo)，所有內(nèi)部尺寸必須充分被量化，如扣除擋板、槳、熱交換器等。精確的液位讀數(shù)并不能修正不精確的尺寸。 選擇技術(shù) 確定罐內(nèi)含量Z簡單和Z可靠的方法之一是稱重。這種方法是唯yi給出實際質(zhì)量讀數(shù)而不需依靠罐內(nèi)尺寸的方法。置于罐下的負(fù)載單元能夠減去空機重量后確定其含量。這項工作適合任何類型的含量。如果沒有來自管道或其它連接的干擾，該方法可以非常精確。實際操作中不同尺寸的容器會有不同的限制，但這種顯而易見的辦法不應(yīng)被忽略。 如果這種方法被證實不可行，那么其它任何方法都會將事情變得更為復(fù)雜，而是否可行也取決于各種限制和需求的綜合考慮。 選擇液位傳感技術(shù)Z大的決定因素是罐內(nèi)儲存的物質(zhì)，也就是被測量物。為了本次討論，我們定義液體為能形成穩(wěn)定水平面并通過管道流入流出的物質(zhì)。固體可能有一定的流動性，但不一定會形成穩(wěn)定的表面，也不會溢出罐體。粘稠或含有較重固體物質(zhì)的液體，其性狀可能表現(xiàn)更像是固體物質(zhì)。 以下是液位測量技術(shù)的綱要，以及與專欄中推薦的應(yīng)用方法的比較。注意：連續(xù)式測量可以被用來實現(xiàn)觸點式液位的功能，而多觸點式液位測量也可以一定程度上提供有效的連續(xù)數(shù)據(jù)，雖然稱不上精確。當(dāng)然，應(yīng)用專欄和以下技術(shù)介紹都不可能涵蓋全部現(xiàn)狀。有些實用方法沒有一種介紹提到過，而任何一個常規(guī)說明中都可能會有例外。 機電解決方案 這些方案有一個共同要素，即各種類型的可移動部件，可能是在液體表面的浮標(biāo)，也可能是必須穿越被測量物的裝置。 浮標(biāo)—只要液體中沒有什么可能干擾浮標(biāo)運動的雜質(zhì)，利用浮標(biāo)是一種簡單可靠的液位測量方法。許多閥門、開關(guān)和編碼器由浮標(biāo)啟動，它能提供小范圍的觸點式液位或連續(xù)讀數(shù)。 一些Z專業(yè)的連續(xù)測量浮標(biāo)設(shè)計利用了磁致伸縮傳感技術(shù)。浮標(biāo)是環(huán)形的，可卡在波導(dǎo)管外面。該波導(dǎo)管可以長達(dá)50英尺（15米），所以只有較大的罐才能使用。浮標(biāo)中含有可中斷一個電子脈沖傳送到波導(dǎo)的永磁。該儀器可以測量中斷點，并具有相當(dāng)好的精度和可重復(fù)性，通常<±.001in。一旦完成安裝并設(shè)定，無需額外標(biāo)定要求。 “磁致伸縮技術(shù)對于無線通訊來說意義非凡，”美國Ametek Automation & Process Technologies公司市場拓展部的Mike Geis說，“脈沖反應(yīng)的速度極快，因此電量的消耗Z小?！? 波導(dǎo)可以支持兩個浮標(biāo)，從而使磁致伸縮成為僅有的幾種用一臺設(shè)備即可連續(xù)測量混合液體層（如水頂油）的技術(shù)之一?！爸灰诒戎厣现辽儆?.1的差值，我們就能設(shè)計定制浮標(biāo)來測量混合液體，”Geis補充道。 振動和槳輪—這兩種觸點液位方法有些類似：它們都需要插入探頭進(jìn)入內(nèi)部。振動探頭插入類似音叉的裝置到可由壓電晶體引起連續(xù)振動的材料中。如果探頭沒有被埋在罐內(nèi)物質(zhì)中，它可以自由地振動；而如果探頭是深陷其中，它就不可能正常振動，該機構(gòu)由此識別并發(fā)送相應(yīng)信號。 同樣，漿輪利用軸上機電槳片或旗形片連接一個小馬達(dá)。如果深陷入固體產(chǎn)品，漿輪不能轉(zhuǎn)動并發(fā)送信號。當(dāng)罐內(nèi)物質(zhì)排出，漿輪就能轉(zhuǎn)動。上述兩種方法都是侵入性的，容易損害罐內(nèi)物質(zhì)。 壓力—與質(zhì)量測量（稱罐重）一樣，壓力和壓差法通過測量壓頭在罐底（或儀表所在位置）確定液位。如果罐體向大氣排空，一個簡單的壓力表是足夠了。但是，如果罐體是封閉并且可以加壓或減壓，底部及頂部開放空間之間的差壓讀數(shù)將自補償任何內(nèi)部和大氣的壓差。這種方法行之有效，但它需要額外的管路。 電子反射 超聲波和雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，其特點在于不需要與產(chǎn)品直接接觸就能達(dá)到目的。當(dāng)然，它們確實都需要一個位于罐頂部的接入點（除了穿墻測量點）。這兩種技術(shù)都有能力繞過部分內(nèi)部障礙物，但各有其自身的局限性。 超聲波—這一技術(shù)可用多種方式實現(xiàn)，這使得它非常靈活。聲波脈沖發(fā)送入罐內(nèi)后，傳感器檢查回聲返回時間。綜合濕度和溫度因素，它可以計算到表面的距離。超聲波 測量也存在一些問題，如粉塵和泡沫，但這由實際應(yīng)用過程決定。和雷達(dá)相比，超聲波的適用溫度和壓力范圍相對更有限些。 另一種超聲波傳感器可以安裝在容器壁上，并且無需穿透就可采取液位觸點。聲波脈沖和回聲能確定另一面的容器壁上是否有固體或液體材料。在某些情況下，它甚至可以區(qū)分到底是液位超越其上還僅僅是一層粘在壁上的物質(zhì)。這種方法特別適用于無法使用電容測量，不能接觸被測量物，并不能對罐體穿孔的場合。 雷達(dá)—這項技術(shù)已在現(xiàn)場使用了25年以上，而近年來隨著其性能提高、成本下降，雷達(dá)技術(shù)的使用數(shù)量不減反增。過去，昂貴的價格、巨大的尺寸和極高的能耗使雷達(dá)傳感器只在用在不得不用的地方，但是現(xiàn)在它們的可用范圍越來越廣。雷達(dá)與超聲波類似，但限制更少，而且一般更為精確：微波脈沖能夠更好地識破泡沫和粉塵，而且受壓力和溫度的限制更小。 雷達(dá)傳感器可配置非接觸式探頭，或者采用延伸到介質(zhì)內(nèi)部的波導(dǎo)。非接觸式設(shè)計比較常見，但當(dāng)液體的介電常數(shù)很低且不能很好反射微波信號的情況下，導(dǎo)波方式就會變得很實用?！皩?dǎo)波裝置的探頭將能量傳入液體然后獲取其反饋，”Magnetrol的雷達(dá)產(chǎn)品經(jīng)理Boyce Carsella說，“如產(chǎn)品接觸不存在問題，返回信號的強度會高得多?！? 雷達(dá)傳感器尤其適用于有高內(nèi)壓、高溫、霧、蒸汽、急流以及其它問題的環(huán)境。“目前Z大的問題是泡沫，”Carsella說，“我們必須了解液體的介電常數(shù)，泡沫大小或密度，泡沫層有多厚……”他建議導(dǎo)波裝置Z好能過濾厚泡沫層的干擾。 雷達(dá)傳感器具有各種天線配置以滿足你的內(nèi)部空間和液體特性的特殊要求，以獲得Z佳效果。此外，不同的頻率可為各種困難情況和液體特性提供各種有針對性的功能。 電子探頭 當(dāng)觸點式液位測量足夠滿足要求，同時接觸介質(zhì)是允許的，電容和電導(dǎo)探頭就能提供簡便而可靠的解決方案。 電導(dǎo)式探頭是一種簡單的、能提供導(dǎo)電液體的觸點式液位讀數(shù)的測量裝置。通常采用兩個或更多的電導(dǎo)式探頭組來測量高低液位。如果是液體是非導(dǎo)電的，就必須使用另一種方法。 電容式探頭根椐多電極探頭周圍電容的改變來確定固體或液體物質(zhì)的存在。射頻電流輸入電極，就可基于接觸介質(zhì)的介電值來測量電容的改變。有些設(shè)計可以確定介質(zhì)的介電值，這意味著它們可以區(qū)分不同的填充物。舉例來說，處在石油中的探頭與在水中的探頭將有不同的讀數(shù)。這可以幫助處理罐中同時存在一種以上介質(zhì)的情況。 有些電容式傳感器可以在非金屬罐壁外側(cè)工作，在獲得觸點式液位信號的同時，避免了穿透或接觸介質(zhì)。這種傳感器可以緊靠罐壁安裝，或在非金屬管道外繞上一圈。如果是金屬罐，傳感器可以放在透明的玻璃杯或用塑料管材制成的罐井上?！半娙菔絺鞲衅魈貏e適用于大多數(shù)固體介質(zhì)，”Turck Instrumentation Group的產(chǎn)品經(jīng)理Roger Saba說，“有一些奇怪的材料，如含氯洗滌劑，會覆蓋內(nèi)罐壁從而改變塑料的性質(zhì)。這會使一些電容式傳感器獲取錯誤的信號，但更先進(jìn)的設(shè)備就能不受其影響?！? 熱探頭需要插入罐中使用。它們利用一個小電熱元件加熱周圍一小部分空間，并測量其溫度的升高。如果探頭周圍沒有液體，溫度的升高相對較大。但是，如果探頭周圍有液體，熱量會逐漸消散，溫度相對就會低得多。 光束傳感器能感應(yīng)光束發(fā)射器和接收器之間的障礙。固體或液體物質(zhì)的存在反射或驅(qū)散光束，從而表明物質(zhì)的存在。如介質(zhì)吸收光束或被光穿透的能力過強，這項技術(shù)就無法顯示正確信息。

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  京心婉兒 2008-03-24 00:00:00

  用電極式的比較好用，而且價位也不高，

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  斂姿醫(yī)縣撐稻 2008-03-25 00:00:00

  看樓上寫了這么長一段，我也發(fā)表一下自己的意見： 從要求上看是污水排放，作用可能就是簡單的液面檢測之類，精度也不會太高，檢測的點也不會太多（估計能檢測排放水位就可以），Z簡單的就是使用浮球式水位檢測傳感器。2米的深度剛好合適。

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  新樂小男人year 2016-01-14 00:00:00

  　　2米深的水庫用靜壓式液位傳感器較方便。 　　靜壓式液位傳感器：靜壓投入式液位變送器（液位計）適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。精巧的結(jié)構(gòu)，簡單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。利用流體靜力學(xué)原理測量液位，是壓力傳感器的一項重要應(yīng)用。采用特種的中間帶有通氣導(dǎo)管的電纜及專門的密封技術(shù)，既保證了傳感器的水密性，又使得參考壓力腔與環(huán)境壓力相通，從而保證了測量的高精度和高穩(wěn)定性。 　　

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