液位測量主題知識講座

非接觸式測量方法

非接觸式測量方法主要包含超聲波法、調(diào)制型光學(xué)法、微波法等。超聲波法工作原理：由超聲波換能器（探頭）發(fā)出高頻脈沖聲波碰到被測液位表面反射折回，反射回波被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號。聲波傳輸距離S與聲速C和聲傳輸時間T關(guān)系可用公式表示：S=C×T/2。

距離[m]=時間×聲速/2[m]超聲波傳感器可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數(shù)種，其中壓電陶瓷晶片制成換能器最為慣用。

壓電陶瓷晶片傳感器普通采取雙壓電陶瓷晶片制成。在壓電陶瓷片加有大小和方向不停改變交流電壓時，據(jù)壓電效應(yīng)，就會使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機械變形，這種機械變形大小和方向是于外加電壓大小和方向成正比。超聲波液位變送器液位測量主題知識講座第1頁

也就是說，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為f電壓脈沖，晶片就會產(chǎn)生同頻率機械振動。這種機械振動推進(jìn)空氣等媒質(zhì)，便會發(fā)出超聲波。超聲波傳感器由壓電陶瓷晶片、錐形諧振板、底座、端子、金屬殼及金屬網(wǎng)組成。超聲波法優(yōu)缺點：超聲波是機械波，傳輸衰減小，界面反射信號強，且發(fā)射和接收電路簡單，因而應(yīng)用較為廣泛；但超聲波傳輸速度受介質(zhì)密度、濃度、溫度、壓力等原因影響，其測量精度較低，普通需要溫度賠償。聲速溫度賠償公式：

環(huán)境聲速=331.5+0.6×溫度超聲波傳感器結(jié)構(gòu)圖超聲波傳感器組成壓電陶瓷晶片錐形諧振板底座端子金屬殼及金屬網(wǎng)液位測量主題知識講座第2頁各式各樣超聲波液位測量儀

超聲波測量現(xiàn)場液位測量主題知識講座第3頁微波法：微波經(jīng)過天線（大多為口徑天線，也有平面天線）輻射出去，經(jīng)液面反射后被天線接收，然后由二次電路計算發(fā)射信號與接收信號時間差得液位。圖為微波法所使用雷達(dá)液位儀。

雷達(dá)物位儀適合用于對液體、漿料、高污染度或高粘度產(chǎn)品及顆粒料物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量，適合用于溫度、壓力改變大、有惰性氣體及揮發(fā)存在場所。因為波束能量較低，可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)，對人體及環(huán)境均無傷害，不過價格昂貴。調(diào)制型光學(xué)法與微波法類似，只是采取相位或頻率調(diào)制光信號代替微波信號。但光信號受水蒸汽、油蒸汽影響較大，并對液面波動很敏感，且必須采取不易受污染光學(xué)鏡頭。

雷達(dá)液位儀液位測量主題知識講座第4頁在對各種易燃、易爆油料或化工液體原料儲罐液位進(jìn)行檢測，不但要求儀表含有較高測量精度和將液位信號遠(yuǎn)傳功效，而且要求測量儀表含有本質(zhì)安全防爆，光纖液位計就是應(yīng)用光纖傳導(dǎo)先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)了將被測液位信號遠(yuǎn)傳顯示、報警功效。UQG-Ⅱ型光纖液位計，它采取了隔離式模塊化結(jié)構(gòu)，適合用于普通常壓儲罐和壓力儲罐。壓力式儲罐介質(zhì)壓力，是采取導(dǎo)桿隔離，其液位信號是經(jīng)過套在導(dǎo)桿上浮球送出，浮球上安裝有磁性物體經(jīng)磁偶合，傳遞給導(dǎo)桿內(nèi)偶合頭，再經(jīng)鋼絲繩傳遞給光傳感器，實現(xiàn)液位檢測。工作示意圖液位計表頭二次儀表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)液位測量主題知識講座第5頁

光纖液位計工作原理簡述以下：在力平衡機構(gòu)作用下，浮球把感測到液位改變量，經(jīng)過鋼絲繩傳遞給測量裝置內(nèi)磁偶合器，在磁偶合器作用下使隔離光纖傳感器感受到位移改變量，并經(jīng)過光纖送出光信號給光電變換器變換成電信號給智能式數(shù)顯示液位。光纖液位計組成浮球光纖傳感器、力平衡傳動機構(gòu)、光電變換器、光纜智能式數(shù)顯表液位測量主題知識講座第6頁光纖液位計優(yōu)缺點：液位計主機與傳感器為隔離式，模塊化部件可離線檢修，在線安裝維護(hù)比較方便；因為采取光纜傳輸液位信號，所以電源不進(jìn)現(xiàn)場，實現(xiàn)無電檢測；光纜傳輸信用卡