Question

液位计的种类—原理及使用方法

Answer 1

液位计的工作原理多种多样，根据不同类型的液位计，其工作原理也有所不同。以下是一些常见液位计的工作原理：
1. 磁翻板液位计
原理：基于连通器原理和浮力原理，以及磁性耦合作用。当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板，使红白翻柱翻转180°。当液位上升时，翻柱由白色转为红色；当液位下降时，翻柱由红色转为白色。面板上红白交界处即为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。例如科威勒的传感器。
特点：便于远处实时观察液位变化，指示清晰、读数直观，且安装方便、维护费用低。
2. 浮球液位计
原理：基于浮力和静磁场原理。带有磁体的浮球在被测介质中的位置受浮力作用影响，液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。例如泰信克的传感器。
特点：精准度高，输出端有开关控制和连续输出方式。结构简单、性价比高，适用于多种行业的液位测量。
3. 雷达液位计
原理：基于时间行程原理。雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。例如齐泰智控等的传感器。
特点：适用于大型储罐和远距离液位测量，尤其在粉尘、蒸汽和泡沫等复杂环境中表现优异。
4. 超声波液位计
原理：由换能器（探头）发出高频超声波脉冲，遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。通过测量声波往返所需的时间来计算液位高度。
特点：非接触式测量，高可靠性、高性价比、易安装维护。例如导向的传感器。
5. 电容式液位计
原理：采用测量电容的变化来测量液面的高低。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数和液面上的介电常数不同，当液位变化时，电容值也随之变化，从而测量液位的高度。例如百灵电子等的传感器
特点：适用于食品、饮料、化工和石油等行业的液位测量。
6. 压力式液位计
原理：采用静压测量原理。当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压与传感器的负压腔相连以抵消传感器背面的大气压，使传感器测得的压力为液体的静压力。通过测取压力可以得到液位深度。例如科威勒等的传感器。
特点：适用于多种场合的液位测量。
7. 音叉式液位计
原理：通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，这些变化由智能电路来进行检测、处理并将之转换为一个开关信号。例如肯阔等的传感器。
特点：适用于固体颗粒和粘稠液体的液位测量。
综上所述，不同类型的液位计具有不同的工作原理和特点，用户可以根据实际需求和测量环境选择合适的液位计进行测量。

Answer 2

液位计的种类—原理及使用方法

       液位仪根据不同的原理设计出不同的不同类型的液位计，不同的液位计所使用的方法和保养方法有所不同。具体分析如下：

　　第一、磁性浮子液位计

　　根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时

翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。

　　可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。对高温、高压、有毒、有害、强腐蚀介质更显其优越性。

　　与介质直接接触，浮球密封要求要严格，不能测量粘性介质。磁性材料如退磁易导致液位计不能正常工作

　　第二、磁性翻板(柱)式液位计

　　根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时

翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。

　　可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。对高温、高压、有毒、有害、强腐蚀介质更显其优越性。与介质直接接触，浮球密封要求要严格，不能测量粘性介质。磁性材料如退磁易导致液位计不能正常工作翻板容易卡死，造成无法远传指示。磁性材料如退磁易导致液位计不能正常工作。

　　电磁波雷达液位计(导波雷达液位计)雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：

　　D=CT/2

　　(D：雷达液位计到液面的距离C：光速T：电磁波运行时间)

　　雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。不需要传输媒介，不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点，能用于挥发介质的液位测量。采用非接触式测量，不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。

　　价格昂贵。仪表需要设置的参数较多，一旦出现问题，通常很难查出是什么原因造成的。如果天线本身不慎沾上介质会报错。如有结晶结冰现象会报错，需加热保温处理，并清理天线。最初安装需要是空仓，即空料位

　　第三、超声波液位计

　　超声波液位计是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响精度比较低，测试容易有盲区。不可以测量压力容器，不能测量易挥发性介质。

　　第四、电容式液位计

　　采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。

传感器无机械可动部分，结构简单、可靠;精确度高;检测端消耗电能小，动态响应快;维护方便，寿命长。被测介质需为导电率不低于10-3s/m的非结晶导电液体。

　　被测液体的介电常数不稳定会引起误差。电容式液位计一般用于调节池、清水池测量。(注：液化气是否会对测量造成影响未知待确定)

　　第五、静压(差压)式液位计

　　由于液柱的静压与液位成正比，因此利用压力表测量基准面上液柱的静压就可测得液位。根据被测介质的密度及液体测量范围计算出压力或压差范围，再选用量程、精确度等性能合适的压力表或差压表。

　　普及范围广，容易校准,太阳能热水器代理。受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。

　　第五、磁致伸缩式液位计

　　探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量竿上下移动，浮子内有磁铁，也产生磁场，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。

　　精度较高。适用于油类液体。安装维护复杂，市场普及率低。(注：脉冲原理，疑也有雷达液位计的缺点)