选择液位传感器
作者：Peter Welander；陈廷炯 


       测量容器中液体或固体物质的量一直以来都是过程仪器仪表最基本的功能之一，通常我们所谓的测量罐内液位，其实在大多数情况下所需的信息是体积，真正需要了解液位的情况非常少。和流量测量一样，液位测量技术的原理及其丰富。在本文中，我们将仅对那些提供电子数据采集，同时已经被多个制造商支持的技术，进行一个简单的介绍，而不是全面讨论。选择液位传感器要从了解该流程的特定需求及其应用环境的限制条件开始。液位测量是“连续式”，或是“触点液位式（离散式）”的，前者的结果显示液位在罐内的什么位置，而后者的结果显示它是否在设定点以上或以下。如果工艺上需要某给定储罐中的加仑液体，那我们只需要知道它已经超过100加仑就足够了，而根本不用区管芯具体超过多少。同样的，我们一般还会需要一个液位低报警以防罐子被抽空，以及一个高报警防止它溢出。

从分析开始

       选择测量方法应该从对测量过程和你所需信息的分析开始；

       测量的对象什么？测量固体物质具有相当大的难度，因为粉末状和颗粒状物体会在容器内漂浮，从而覆盖内表面或在靠近出口点处造成“鼠洞”现象。限于技术原因，这些因素很可能造成不准确的数据测量。相对规矩的液体比较容易处理，然后浆料及固体物质含量也可能会导致上述问题的发生。此外，泡沫、振荡、甚至粉尘都可能欺骗反射侧脸个，而电介质的特性也会影响电容式传感器。

       测量精度如何？这通常仅仅影响到连续测量，弹药根据容器的大小而定，非常准确的测量是可能达到的，但成本会很昂贵，通常对一个大容器进行大范围的测量时很少需要非常精确地读数。

       需要接触被测物吗？很方方法都需要进入容器内并且与被测物相接触，当然也有些方法不需要这样。

       是否需要并可能穿透罐壁或者直接在罐内？有些方法根本不需要穿透罐体。不过如果被测物非常敏感，或者如果罐处于高压状态下，罐体穿透可能是个不错的选择，如果要去测量已有罐体且该罐没有合适的舱口，改装就不可避免。

       你知道确实的内部尺寸吗？如果体积是最终目标，所有内部尺寸必须充分被量化，如扣除挡板、桨、热交换器等。精确地液位伇并不能修正不精确的尺寸。

       选择技术。确定罐内含量最简单和最可靠的方法之一是称重。这种方法是唯一给出实际质量读书而不需依靠罐内尺寸的方法。置于罐下的负载单元能够减去空机重量后确定其含量。这项工作适合任何类型的含量。如果没有来自管道或其它连接的干扰．该方法可以非常精确．实际橾作中不同尺寸的容器会有不同的限制但这种显而易见的，办浩不应被忽略．

       如果这种方法被证实不可行那么其它，何方法都会将事情变得更为复杂，而是否可行 也取决于各种限制和需求的综合考虑．选择液位传感技术最大的决定因素是罐内储存的物质也就是被测量物．为了本次讨论．我们定义液体为能形成稳定水平面井通过管道流入流出的物质。固体可能有一定的流动性，但不一定会形成稳定的表面，也不回溢出罐体。粘稠或含有较重固体物质的液体，其性状可能表现更像是固体物质。

        一下是液位测量技术的纲要，以及与专栏中推荐的应用方法的比较。注意：连续式测量可以被用来实现触点式液位的功能，而多触点式液位测量也可以一定程度上提供有效的连续数据。虽然称不上精确。当然，应用专栏和以下技术结沙鸥不可能涵盖全部现状。有些实用方法没有一种介绍提到过，而任何一个常规说明中都可能会有例外。

        机电解决方案：这些方案有一个共同要素，即各种类型的可移动部件，可能是在液体表面的浮标，也可能是必须穿越被测量物的装置。

       浮标-主要液体中没有什么可能干扰附表运动的杂质，利用浮标是一种简单可靠的液位测量方法，许多阀门、开关和编码器由浮标启动，他能提供小范围的触点式液位或连续读数。

       一些最专业的连续测量浮标设计利用了磁致伸缩传感技术。浮标是环形的，可卡在波导管外面。该波导管可以长达50英尺（15米）。所以只有较大的罐才能使用。浮标中含有可中断一个电子脉冲传动到波导的永磁。该仪器可以测量中断点。并具有相当好的精度和可重复性。通常＜±0.001in。一旦完成安装并设定，无需额外标定要求。

       磁致伸缩技术对于无线通讯来说意义大阳城娱乐。美国METEK AUTOMATION&PROCESS TECH-NOLOGIES公司市场拓展部的Mike Geis说，脉冲反映的速度极快。因此电量的消耗最小。

       波导可以支持两个浮标，从而使磁致伸缩称为进油的几种用一台设备即可连续测量混合液体层（如水顶油）的技术之一。只要在比重上至少有0.1的差值，我们就能设计定制浮标来测量混合液体，Geis补充道。

       振动和桨轮--这两种触点液位方法有些类似：他们都需要插入探头进入内部。振动探头插入类似音叉的装置到可由压电晶体引起连续震动的材料中，如果探头灭有被埋在罐内物质中，他可以自由的振动，而如果探头是深陷其中，他就不可能正常振动，该机构由此识别并发送相应信号。

同样，桨轮利用轴上机电桨片或旗形片连接一个小马达。如果深陷入固体产品。桨轮不能转动并发送信号。当罐内物质排出，桨轮就能转动。上述两种方法都是侵入性的，容易损害罐内物质。

        压力---与质量测量（称罐重）一样，压力和压差法通过测量压头在罐底（或仪表所在位置）确定液位，如果罐体向大气排空，一个筒单的压力表是足够了，但是，如果罐体是封闭并且可以加压或减压，底部及顶部开放空间之间的差压读数将自补偿任何内部和大气的差压。这种方法行之有效，但它需要额外的管路。

电子反射

       超声波和雷达技术的应用范围很广，其特点在于不需要与产品直接接触就能达到目的。当然，他们确实都需要一个位于灌顶部的接入点（除了穿墙测量点）。这两种技术都有能力绕过部分内部障碍物，但各有其自身的局限性。


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