淺析各種液位計的優缺點 

     摘要  液位計是企業自動化的重要檢測工具，主要用於生產過程中隊罐、釜、塔等液位或界麵的檢測與控製。近幾年來隨著電子技術的進步和企業自動化和節能的需要，液位測量與控製技術有很大的提高。目前企業生產過程所應用的液位計種類繁多，主要有伺服式液位計、鋼帶液位計、浮筒式液位計、磁翻板液位計、超聲波液位計、磁致伸縮液位計、雷達液位計、電容液位計、玻璃板液位計、玻璃管液位計、吹氣式液位計、差壓式液位計、激光液位計和γ射線液位計等，而用得最多的是差壓式液位計和浮筒液位計。 

關鍵詞：液位計；液位測量

 一、引言

本文主要是淺析幾種比較重要的液位計的工作原理、類型、用途等方麵，液位計在油罐等液位測量上起到了非常重要的作用。因此在國內外，液位計的發展和合理的選擇是至關重要的。本論文通過液位計的比較，可以對現實生活的具體情況選擇最合理的液位計，以達到最佳效果。 

二、常用液位計原理 

常用於測量液位的液位計有連通器式、吹泡式、差壓式、電容式等，測量物位的有超聲波物位計和放射性物位計等。其測量原理和特點如下：

1、連通器式就是應用最普通的玻璃液位計。 

它的特點是結構簡單、價廉、直觀，適於現場使用，但易破損，內表麵沾汙，造成讀數困難，不便於遠傳和調節。

2、浮力式液位計包括恒浮力式和變浮力式兩類。   

(1)恒浮力式液位計

　 恒浮力式液位計是依靠浮標或浮子浮在液體中隨液麵變化而升降，它的特點是結構簡單、價格較低，適於各種貯罐的測量;

(2)變浮力式液位計

　 變浮力式亦稱沉筒式液位計，當液麵不同時，沉筒浸泡於液體內的體積不同，因而所受浮力不同而產生位移，通過機械傳動轉換為角位移來測量液位。此類儀表能實現遠傳和自動調節。

3、吹泡式液位計是應用靜壓原理測量敞口容器液位。

壓縮空氣經過過濾減壓閥後，再經定值器輸出一定的壓力，經節流元件後分兩路：(1)一路進到安裝在容器內的導管，由容器底部吹出；(2)另一路進入壓力計進行指示。

當液位最低時，氣泡吹出沒有阻力，背壓力零，壓力計指零；當液位增高時，氣泡吹出要克服液柱的靜壓力，背壓增加，壓力指示增大。因此，背壓即壓力計指示的壓力大小，就反映了液麵的高低。吹泡式液位計結構簡單、價廉，適合用於測量具有腐蝕性、粘度大和含有懸浮顆粒的敞口容器的液位，但精度較低。

4、差壓式液位計有氣相和液相兩個取壓口。

氣相取壓點處壓力為設備內氣相壓力；液相取壓點處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產生的靜壓力。

這類儀表包括氣動、電動差壓變送器及法蘭式液位變送器，安裝方便，容易實現遠傳和自動調節，工業上應用較多。

5、電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液麵的高低的。

它是一根金屬棒刺進盛液容器內，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質即為液體及其上麵的氣體。由於液體的介電常數ε1和液麵上的介電常數ε2不同，比如:ε1>ε2，則當液位升高時，電容式液位計兩電極間總的介電常數值隨之加大因此電容量增大。反之當液位下降，ε值減小，電容量也減小。

所以，電容式液位計可通過兩電極間的電容量的改變來測量液位的凹凸。電容液位計的靈敏度首要取決於兩種介電常數的差值，而且，隻要ε1和ε2的穩定才華保證液位測量準確，因被測介質具有導電性，所以金屬棒電極都有絕緣層掩蓋。電容液位計體積小，簡略完結遠傳和調度，適用於具有腐蝕性和高壓的介質的液位測量。

6、超聲波物位計。

是利用超聲波在氣體、液體和固體介質中以一定速度傳播時，因被吸收而衰減，但衰減程度不同，在氣體中衰減最大，而在固體中衰減最小；當超聲波穿越兩種不同介質構成的分界麵時會產生反射和折射，且當這兩種介質的聲阻抗差別較大時幾乎全反射。利用這些特性可以測量物位，如回波反射式超聲波物位計通過測量從發射超聲波至接收到被物位界麵反射的回波的時間間隔來確定物位的高低。此類儀表精度高、反應快，但成本高、維護維修困難，都用於要求測量精度較高的場合。

7、放射物位計

是利用物位的高低對放射形同位素的射線吸收程度不同來測量物位高低的，它的測量範圍寬，可用於低溫、高溫、高壓容器中的高粘度、高腐蝕、易燃易爆介質物位的測量。但此類儀表成本高，使用維護不方便，射線對人體危害性大。

三、簡述各種液位計的特點

1、超聲波液位計/物位計

由微處理器控製的數字液位/物位儀表，介質幾乎不受限製，可以應用於各種液體和固體物料高度的測量的複雜工況，可實現測量值的溫度補償。非接觸的測量，測量精度高，操作簡單，界麵直觀等。

2、 靜壓液位計

產品小巧、輕便、靈敏而具有高性能，具有便利的安裝和使用方便。主要應用於城市給排水、水處理廠、水庫、河流、海洋、儲油罐、裝有糊狀物的罐及石油、化工、冶金、電力等部門的液位及其它敞開式容器液體的液位測量，被測液體無論是水、油、酸、堿、鹽及粘稠性液體，都能高精度地測量。

3 雷達液位計

在惡劣條件工作適用範圍廣，幾乎可以測量所有介質。包括有毒的，腐蝕性介質，固體、液體，粉塵性、漿狀介質，都可以進行測量。測量連續準確,無須維修，可行性強,維護方便，操作簡單。非接觸測量，不受溫度、壓力、氣體等的影響。

4 磁致伸縮液位計

是利用磁致伸縮原理所開發的測位產品，輸出信號為絕對數值，不會對數據接收構成問題，無須重新調整零位。內部構造是非接觸的，不會對傳感器造成任何磨損。輸出直接，無須再加裝輸出接口。輸出精確可靠，傳感器堅固耐用，壽命長，無須定期維修或校正。

5 差壓式液位計|物位計

通過表壓信號反映液位高度，安裝方便，容易實現遠傳和自動調節，工業上應用較多。為比較成熟的液位測量儀表，測量精度較高，維護量少，需要重視維護；

6 磁翻板或磁翻柱液位計

就地顯示無須電源，顯示部分和介質完全隔離，不會因介質汙染顯示條而使觀測受到影響，根據用戶需要調節開關點位置，安裝捆綁式液位變送器，輸出 4～20mA 信號，可實現遠距離檢測或控製。維護量小，維修費用低。

7 伺服式液位計

主要應用在（無腐蝕性的液體）輕油品的高精度測量中。基本原理同鋼帶式液位計，有精確的力傳感器以及伺服係統，精度高，能夠達到1mm，安裝調試比較複雜，接觸式液位計，價格高。

8 電容式液位計

具有極高的抗幹擾性和可靠性，解決了溫度、濕度、壓力及物質的導電性等因素對測量過程的影響。能夠測量強腐蝕性的液體，如酸、堿、鹽、汙水等。

9 射頻導納液位計

是一種從電容式發展起來的、防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的新型物位控製技術，是電容式物位技術的升級。

10 浮筒液位計

根據浮力原理，液位上升時翻柱由白色轉為紅色，下降時由紅色轉為白色，從而實現液位指示。

11 鋼帶液位計

是利用力學平衡原理設計製作的，實用性強、測量範圍大、精度高性能穩定、使用壽命長、便於維護等優點。

12 靜磁柵液位計

直接輸出絕對液位數據，量程長、分辨度適中、無接觸特點，失電後能長時間保存絕對液位數據。耐衝擊、防水、抗油、抗粉塵、抗汙染、不怕泡沫、讀數直觀精確、具有多種輸出信號、與車間現有的控製網絡聯結方便、便於維修置換等性能使其成為液位檢測與控製的設備。

四.結論

      通過以上對液位計的論述，我們對液位計的工作原理和性能等有了基本的了解，液位計有浮子鋼帶式液位計、靜壓式液位計、雷達液位計、伺服式液位計等多種液位計。每種液位計都有自己的工作原理、特點、優勢和適用範圍，因此對於不同的應用，要根據具體情況和液位計設計選型的原理去選擇和設計。由此可以看出液位計在工業測量液位上有非常重要的作用，它的發展代表了部分工業技術的發展，也代表一個國家工業水平的發展，所以我們要認真的去學習、研究和創新，開拓我們國內液位測量技術的新時代。

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