16种液位计工作原理及应用

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16种液位计工作原理及应用，不了解的看这里。

　

本文

  导读：

液位计就是测量罐体或箱体里液位的高度,显示里面的液位的高度,液位的用途非常广泛,具体的有:磁翻板液位计、玻璃管液位计、液位变送器、双色石英管液位计、浮标液位计等。小七今天就跟大家介绍一下各种液位计的工作原理及应用。

一、磁翻柱液位计

　　主要原理

　　磁翻柱液位计也称为磁翻板液位计，它的结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的。带有磁体的浮子（简称磁性浮子）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、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻板）的静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱表面涂敷不同的颜色），进而反映容器内液位的情况。

　　配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（4～20mA）信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。

　　适用范围及特点

　　具有：结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。

　　磁翻柱液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。

二、磁浮球液位计（液位开关）

　　主要原理

　　磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）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，使串联入电路的元件（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。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。

　　该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送模块，输出电流值（4～20mA）信号；同时配合其他转换器，输出电压信号或者开关信号（也可以按照客户需求转换器由公司配送）。从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。

　　适用范围及特点

　　磁浮球液位计几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。

三、防爆浮球液位开关

　　主要原理

　　防爆浮球液位开关，也称为防爆浮球液位控制器。它是专门为爆炸性环境中使用而设计制造的液位控制仪表，本产品是基于浮力原理和杠杆原理设计的，当容器内液位发生变化时，浮球的位置将随液位的变化而变化，浮球的这种位移将通过杠杆作用于微动开关，进而由微动开关产生开关信号。

　　适用范围及特点

　　防爆浮球液位开关可以广泛适用于石油、化工、电力、冶金、食品、制药、造纸等行业中。能实现对各类容器内液位的制动报警和控制。

四、玻璃板式液位计

　　工作原理与结构

　　玻璃板式液位计是基于连通器原理设计的，由玻璃板及液位计主体构成的液体通路是经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器，透过玻璃板观察到的液面与容器内的液面相同即液位高度。

　　液位计两端的针型阀不仅起截止阀的作用，其内部的钢球具有逆止阀的功能，当液位计发生意外破损泄漏时，钢球可在介质压力作用下自动关闭液体通道，防止液体大量外流起到安全保护作用。液位计改变零件的材料或增加一些附属部件即可达到防腐、保温、防霜、照明等功能。

　　适用范围及特点

　　玻璃板式液位计具有结构简单、经济实用、安装方便、工作可靠、使用寿命长等优点。

　　作为基本的液位指示液位计，该产品广泛运用于在最简单液位测量场合和自动化程度不很高的大型工程项目中液位的测量和监测。

五、玻璃管式液位计

　　工作原理与结构

　　液位计是基于连通器原理设计的，由玻璃管构成的液体通路。通路经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器，透过玻璃管观察到的液面与容器内的液面相同即液位高度。

　　管式液位计主要由玻璃管、保护套、上下阀门及连接法兰（或螺纹）等组成。液位计改变零件的材料或增加一些附属部件，即可达到防腐或保温的功能。

　　适用范围及特点

　　　管式液位计具有优良的性能（如耐高温、高压等）。另外，具有结构简单、经济实用、安装方便、工作可靠、使用寿命长等优点。

　　作为基本的液位指示液位计，广泛运用于在最简单液位测量场合和自动化程度不很高的大型工程项目中液位的测量和监测。

六、钢带液位计

　　工作原理：

　　钢带液位计是一种传统的液位计。它是利用力学平衡原理设计制作的。它是由液位检测装置、高精度位移传动系统、恒力装置、显示装置、变送器装置以及其他外设构成。

　　浸在被测液体中的浮子受到重力W，浮力F和由恒力装置产生的恒定拉力T的作用，当三个力的矢量和等于零时，浮子处于准平衡静止状态。力学平衡时的浮力是准恒定的（浮子浸入液体的体积V为恒定值）。

　　当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。

　　变送器把这种液位情况转换成标准电信号，通过信号线输出。这种电信号可以驱动其他控制设备。

　　适用范围及特点：

　　钢带液位计具有实用性强、测量范围大、精度高性能稳定、使用寿命长、便于维护等优点。另外，大型计数器显示，使得读数清晰准确；手动浮子提升机构，可随时检查仪表工作情况；可与多种变送器连接，组成液位检测系统。

　　可以广泛应用于石油、化工、电力、冶金、环保、食品等工业部门及附属设施的各种变送器连接，将容器中的液位变化转换成模拟信号、电脉冲信号或开关信号远传至控制室显示或计算机房进行数据显示和处理。

七、重锤探测液位计

　　主要原理

　　重锤探测液位计是依据力学平衡原理设计生产的。当钢带浸浮在液体中某一位置静止时，浮子、钢丝绳（或钢带）、重锤及指针所受的重力、钢带所受液体的浮力与系统摩擦力处于平衡状态。

　　当液位变化时，浮力F将随之改变，系统原有的平衡受到扰动将重新达到动态平衡。液位的变化导致浮子位置的发生改变，重锤带动指针上下移动，在标尺上可以清晰直观的显示容器内液位变化的情况。

　　标尺板的顶端标示液面的零位，底端标示液面的满量程。指针随着物位的变化而变化，进而连续地指示出液位的高低。

　　适用范围及特点

　　重锤探测液位计具有结构设计合理，性能优良、工作可靠、使用寿命长、便于安装维护、价格合理等优点。可广泛运用于化工、电力、水处理等领域中大中型贮罐各种液体以及高粘度、腐蚀性液体液位的常压条件下连续测量。

八、超声波物位计

　　工作原理

　　就是通过一个可以发射能量波（一般为脉冲信号）的装置发射能量波，能量波遇到障碍物反射，由一个接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理，最终转化成与物位相关的电信号。

　　一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波在传输过程中遇到被测介质（障碍物）后反射，反射回来的超声波信号通过电子模块检测，通过专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以精确计算出超声波传播的路程，进而可以反映出物位的情况。

　　适用范围及特点

　　可用于以对蒸汽、灰尘、湿气的干扰自动补偿，除可应用于液体/固体、还可用于不间断料/液位控制，罐、贮槽、不间断料/液位测量贮藏室、粮仓等。广泛应用于石油、化工、自来水、污水处理、水利水文、钢铁、煤矿、电力、交通以及食品加工等行业。

九、智能雷达物位计

　　主要原理：

　　智能雷达物位计是一种微波物位计，它是微波（雷达）定位技术的一种运用。它是通过一个可以发射能量波（一般为脉冲信号）的装置发射能量波，能量波遇到障碍物反射，由一个接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理，最终转化成与物位相关的电信号。

　　在微波物位测量设备中，使用的能量波通常是频率为8.3GHz（大多在6GHz左右，也有更高频率的）的高频电磁波。该设备使用的能量波是脉冲能量波。一般脉冲能量波的最大脉冲能量为1mW左右（平均功率为1μW左右），不会对其他设备以及人员造成辐射伤害。

适用范围及特点：

　　智能雷达物位液位计用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触连续测量，适用于温度、压力变化大、有惰性气体或蒸汽存在的场合。它采用微波脉冲（PTOF）的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。

　　具有以下特点

1、无盲区，高精度

2、两线制技术，是差压仪表、磁致伸缩、射频导纳、磁翻板仪表的优良替代产品。

3、不受压力变化、真空、温度变化、惰性气体、烟尘、蒸汽等环境影响

4、安装简便，牢固耐用，免维护

5、输出信号为4mA～20mA/HART协议，标定简便、通过数字液晶显示轻松实现现场标定操作，通过软件实现简单的组态设定和编程

6、测量灵敏，刷新速度快。

7、适用于高温工况，高达200℃过程温度，当采用高温延长天线时可达350℃。

　

十、导波雷达物位计

　　工作原理：

　　导波雷达物位计是一种微波物位计，它是微波（雷达）定位技术的一种运用。它是通过一个可以发射能量波（一般为脉冲信号）的装置发射能量波，能量波在波导管中传输，能量波遇到障碍物反射，反射的能量波由波导管传输至接收装置，再由接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理，最终转化成与物位相关的电信号。

　　能量辐射水平低，该设备使用能量波的是脉冲能量波（频率一般比智能雷达物位计低）。一般脉冲能量波的最大脉冲能量为1mW左右（平均功率为1μW左右），不会对其他设备以及人员造成辐射伤害。

　　适用范围及特点：

　　导波微波物位仪表用于对液体、浆料及颗粒料等介电常数比较小的介质的进行接触连续测量，适用于温度、压力变化大、有惰性气体或蒸汽存在的场合。

　　具有以下特点

　　通用性强：可测量液位及料位，可满足不同温度、压力、介质的测量要求，最高测量温度可达800℃，最大压力可达5MPa，并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合。

　　防挂料：独特的电路设计和传感器结构，使其测量可以不受传感器挂料影响，无需定期清洁，避免误测量。

　　免维护：测量过程无可动部件，不存在机械部件损坏问题，无须维护。

　　抗干扰：接触式测量，抗干扰能力强，可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。

　　准确可靠：测量量多样化，使测量更加准确，测量不受环境变化影响，稳定性高，使用寿命长。

　

十一、电容式物位计

　　工作原理

　　电容式物位计的测量原理，振荡电路的振荡频率和电容值有关，物位的改变引起系统电容的变化，进而改变振荡电路的振荡频率。传感器中的振荡电路可以把物位变化引起的电容量改变转换为频率的变化，并送给电子模块，通过的计算分析处理后转换为工程量显示出来，从而实现了物位的连续测量。

　　该仪表使用先进技术和生产工艺制作而成，它由传感器、二次仪表以及其他附件构成。传感器放在料仓顶，探极垂直伸进料仓内，二次仪表放在其他合适的地方。传感器把物位的变化转变成与之对应的电脉冲信号，远传给二次仪表处理显示物位高度，并有高/低限报警和?4～20mA。变送输出，适用于液体/固体物料作物位高度显示、报警、控制和远传显示或组成系统。

　　适用范围与特点

　　该液位计具有：结构简单、安装方便、性能可靠的优点；同时电极为不锈钢材料制造、耐腐蚀性强、绝缘和导电性物料均能使用，且维修量小。

　　该液位计可广泛的应用于石油、化工、电力、冶金、食品、环保等工业部门对开口或有压容器中的物位进行监测。只是，该液位计不适于介电常数或物料湿度变化过大的场合及物料颗粒大于15mm而不能与电极良好接触的固体介质。

十二、射频导纳物位控制器

　　工作原理

　　射频导纳物位控制器是使用射频导纳物位控制技术设计制作的一种新型物位测量仪表。射频导纳测量技术，简单的说就是使用高频电流测量系统导纳的方法。点位射频导纳技术与电容技术不同，它采用了三端技术，使得测量参量多样化。射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比提高，从而大幅度提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性；测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。使得产品防挂料（传感器粘附之物料称为挂料）性能更好、工作更可靠、测量更准确、适用性更广的物位控制技术。

　　主要由传感器模块、电子模块和其它一些连接器件构成。传感器单元主要包括三部分：测量探极、屏蔽极及接地端。被测物料的高度反映为测量探极与容器壁间导纳的变化情况，当物料到达开关工作点时，电子单元作出反应，驱动继电器动作，输出开关信号。屏蔽极可防止由于电极上有挂料而产生误动作信号，仅当物料真正达到设置点时，才输出开关控制信号。

　　适用范围及特点：

　　微波物位控制器采用先进的射频导纳技术，克服了电容式物位开关不能消除导电挂料影响的缺陷。具有如下特点：

　　通用性强：适用于各种场合，可检测颗粒、飞灰、导电、非导电液体、粘稠物料；

　　抗粘附电路：先进的抗粘附电路设计，可以消除物料的粘附而产生虚假错误信号；

　　失电保护模式：低位或高位故障报警。现场可调。

　　该物位仪表运行可靠，各项技术指标均达到国际同类产品水平，广泛适用于液体、浆体、粉尘、料位以及两种液体界位的报警与控制。此外，产品增加了现场工作状态指示，是一种性价比极高、稳定可靠的物位开关。

　

十三、音叉物位控制器

　　工作原理：

　　音叉式物位控制器是一种新型的物位开关。它是利用音叉振动的原理设计制作的。它是在音叉物位开关的感应棒底座，透过压电晶片驱动音叉棒，并且由另外一压电晶片接受振动讯号，使振动讯号得以循环，并且使感应棒产生共振。当物料与感应棒接触时，振动讯号逐渐变小，直到停止共振时，控制电路会输出电气接点信号。由于感应棒感度由前端向后座依次减弱的自然原理，所以当桶槽内物料与桶周围向上堆积，触及感应棒底座〈后部〉或排料时，均不会产生错误讯号。

　　简单的说，音叉在压电晶体激励下产生机械振动，这种振动具有一定的频率和振幅。当音叉被液体或固体浸没时，音叉的振动频率和振幅将发生变化。这个频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关量。

　　适用范围及特点

　　音叉物位开关是一种新型的物位开关。几乎适用于所有液体介质，同时也适用于测量能自由流动的中等密度的固体粉末或颗粒。由于音叉物位开关基本没有活动部件，机械磨损比较下，因此无需维护和调整，使用简单方便。

　　广泛应用于冶金、建材、化工、轻工、粮食等行业中物位的过程控制。

十四、磁致伸缩物位计

　　工作原理：

　　磁致伸缩液位传感器的工作原理：由电子仓内电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输时，同时产生了一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确测出被测的位移和液位。

　　适用范围及特点：

　　该产品具有精度高、稳定性好、可靠性高、输出信号多样、使用寿命长、安全可靠等优点。

　　广泛应用于工业过程控制、石油加工、制药、食品加工、水处理、加油站地下库存等领域中的液位、温度、密度、界面情况等物理参数的监测、警报与控制。

十五、压力液位变送器

　　测量原理：

　　压力传感器深入或接触被测量液体时，将受到的介质压力P与被测量液体的液位的高度h成正比例，且线性度很高：

　　即：P=ρgh其中：

　　ρ：被测量介质的密度（kg/m3）g：当地的重力加速度（m/s2）h：被测量液体的高度（m）

　　对于一定的被测量介质和同一个地点，ρ和g均为常数。很容易得到：

　

h=P/(

ρ

g

h=P/(

ρ

g

h=P/(ρg)

　　上面的表达式就是物位变送器工作原理中的核心公式。

　　通过安装在容器底部的变送器探头（上面装有传感器）检测到和液位高度成正比的压力并转换成电信号，传输到储液容器上的转换单元，通过转化把这种

　　和液位高度相关的电信号变成4~20mA的标准信号并输出。

　　应用范围：

　　该产品具有可靠的性能和优良的测量水平。一般适用于水基介质、原油或其他液位物位的测量。当使用浸入法测量并控制液位时，使用标准输出信号的液位变送器是很方便的：可以与数控仪表直接联用，而且具有互换性。其优点是：零位和灵敏度均可调节，且安装方法灵活方便，特别适用于耐腐蚀型、插入安装型、耐介质磨损型、介质中多杂质容易阻塞型以及精度要求高于0.15%的液位控制。

十六、小型浮球液位计（液位开关）

　　概述

　　小型浮球液位计（液位开关）使用了磁场与传感器元件（磁簧开关）作用，产生反映液位情况的开关信号。能准确输出常开、常闭开关信号。

　　小型浮球液位计（液位开关）具有体积小、安装方便、反应灵敏、性价比高等特点。