摘要  液位計(jì)是企業(yè)自動化的重要檢測工具，主要用于生產(chǎn)過程中隊(duì)罐、釜、塔等液位或界面的檢測與控制。近幾年來隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)自動化和節(jié)能的需要，液位測量與控制技術(shù)有很大的提高。目前企業(yè)生產(chǎn)過程所應(yīng)用的液位計(jì)種類繁多，主要有伺服式液位計(jì)、鋼帶液位計(jì)、浮筒式液位計(jì)、磁翻板液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、電容液位計(jì)、玻璃板液位計(jì)、玻璃管液位計(jì)、吹氣式液位計(jì)、差壓式液位計(jì)、激光液位計(jì)和γ射線液位計(jì)等，而用得最多的是差壓式液位計(jì)和浮筒液位計(jì)。 

關(guān)鍵詞：液位計(jì)；液位測量

 一、引言

本文主要是淺析幾種比較重要的液位計(jì)的工作原理、類型、用途等方面，液位計(jì)在油罐等液位測量上起到了非常重要的作用。因此在國內(nèi)外，液位計(jì)的發(fā)展和合理的選擇是至關(guān)重要的。本論文通過液位計(jì)的比較，可以對現(xiàn)實(shí)生活的具體情況選擇最合理的液位計(jì)，以達(dá)到最佳效果。 

二、常用液位計(jì)原理 

常用于測量液位的液位計(jì)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(jì)和放射性物位計(jì)等。其測量原理和特點(diǎn)如下：

1、連通器式就是應(yīng)用最普通的玻璃液位計(jì)。 

它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉、直觀，適于現(xiàn)場使用，但易破損，內(nèi)表面沾污，造成讀數(shù)困難，不便于遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)。

2、浮力式液位計(jì)包括恒浮力式和變浮力式兩類。   

(1)恒浮力式液位計(jì)

　 恒浮力式液位計(jì)是依靠浮標(biāo)或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格較低，適于各種貯罐的測量;

(2)變浮力式液位計(jì)

　 變浮力式亦稱沉筒式液位計(jì)，當(dāng)液面不同時(shí)，沉筒浸泡于液體內(nèi)的體積不同，因而所受浮力不同而產(chǎn)生位移，通過機(jī)械傳動轉(zhuǎn)換為角位移來測量液位。此類儀表能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動調(diào)節(jié)。

3、吹泡式液位計(jì)是應(yīng)用靜壓原理測量敞口容器液位。

壓縮空氣經(jīng)過過濾減壓閥后，再經(jīng)定值器輸出一定的壓力，經(jīng)節(jié)流元件后分兩路：(1)一路進(jìn)到安裝在容器內(nèi)的導(dǎo)管，由容器底部吹出；(2)另一路進(jìn)入壓力計(jì)進(jìn)行指示。

當(dāng)液位最低時(shí)，氣泡吹出沒有阻力，背壓力零，壓力計(jì)指零；當(dāng)液位增高時(shí)，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(jì)指示的壓力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉，適合用于測量具有腐蝕性、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(jì)有氣相和液相兩個(gè)取壓口。

氣相取壓點(diǎn)處壓力為設(shè)備內(nèi)氣相壓力；液相取壓點(diǎn)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(chǎn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動調(diào)節(jié)，工業(yè)上應(yīng)用較多。

5、電容式液位計(jì)是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。

它是一根金屬棒刺進(jìn)盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個(gè)極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如:ε1>ε2，則當(dāng)液位升高時(shí)，電容式液位計(jì)兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因此電容量增大。反之當(dāng)液位下降，ε值減小，電容量也減小。

所以，電容式液位計(jì)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(jì)的靈敏度首要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只要ε1和ε2的穩(wěn)定才華保證液位測量準(zhǔn)確，因被測介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電極都有絕緣層掩蓋。電容液位計(jì)體積小，簡略完結(jié)遠(yuǎn)傳和調(diào)度，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測量。

6、超聲波物位計(jì)。

是利用超聲波在氣體、液體和固體介質(zhì)中以一定速度傳播時(shí)，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(dāng)超聲波穿越兩種不同介質(zhì)構(gòu)成的分界面時(shí)會產(chǎn)生反射和折射，且當(dāng)這兩種介質(zhì)的聲阻抗差別較大時(shí)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(jì)通過測量從發(fā)射超聲波至接收到被物位界面反射的回波的時(shí)間間隔來確定物位的高低。此類儀表精度高、反應(yīng)快，但成本高、維護(hù)維修困難，都用于要求測量精度較高的場合。

7、放射物位計(jì)

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，它的測量范圍寬，可用于低溫、高溫、高壓容器中的高粘度、高腐蝕、易燃易爆介質(zhì)物位的測量。但此類儀表成本高，使用維護(hù)不方便，射線對人體危害性大。

三、簡述各種液位計(jì)的特點(diǎn)

1、超聲波液位計(jì)/物位計(jì)

由微處理器控制的數(shù)字液位/物位儀表，介質(zhì)幾乎不受限制，可以應(yīng)用于各種液體和固體物料高度的測量的復(fù)雜工況，可實(shí)現(xiàn)測量值的溫度補(bǔ)償。非接觸的測量，測量精度高，操作簡單，界面直觀等。

2、 靜壓液位計(jì)

產(chǎn)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(yīng)用于城市給排水、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(dá)液位計(jì)

在惡劣條件工作適用范圍廣，幾乎可以測量所有介質(zhì)。包括有毒的，腐蝕性介質(zhì)，固體、液體，粉塵性、漿狀介質(zhì)，都可以進(jìn)行測量。測量連續(xù)準(zhǔn)確,無須維修，可行性強(qiáng),維護(hù)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(jì)

是利用磁致伸縮原理所開發(fā)的測位產(chǎn)品，輸出信號為絕對數(shù)值，不會對數(shù)據(jù)接收構(gòu)成問題，無須重新調(diào)整零位。內(nèi)部構(gòu)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(jiān)固耐用，壽命長，無須定期維修或校正。

5 差壓式液位計(jì)|物位計(jì)

通過表壓信號反映液位高度，安裝方便，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動調(diào)節(jié)，工業(yè)上應(yīng)用較多。為比較成熟的液位測量儀表，測量精度較高，維護(hù)量少，需要重視維護(hù)；

6 磁翻板或磁翻柱液位計(jì)

就地顯示無須電源，顯示部分和介質(zhì)完全隔離，不會因介質(zhì)污染顯示條而使觀測受到影響，根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)開關(guān)點(diǎn)位置，安裝捆綁式液位變送器，輸出 4～20mA 信號，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測或控制。維護(hù)量小，維修費(fèi)用低。

7 伺服式液位計(jì)

主要應(yīng)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(jì)，有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，精度高，能夠達(dá)到1mm，安裝調(diào)試比較復(fù)雜，接觸式液位計(jì)，價(jià)格高。

8 電容式液位計(jì)

具有極高的抗干擾性和可靠性，解決了溫度、濕度、壓力及物質(zhì)的導(dǎo)電性等因素對測量過程的影響。能夠測量強(qiáng)腐蝕性的液體，如酸、堿、鹽、污水等。

9 射頻導(dǎo)納液位計(jì)

是一種從電容式發(fā)展起來的、防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的新型物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的升級。

10 浮筒液位計(jì)

根據(jù)浮力原理，液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，下降時(shí)由紅色轉(zhuǎn)為白色，從而實(shí)現(xiàn)液位指示。

11 鋼帶液位計(jì)

是利用力學(xué)平衡原理設(shè)計(jì)制作的，實(shí)用性強(qiáng)、測量范圍大、精度高性能穩(wěn)定、使用壽命長、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

12 靜磁柵液位計(jì)

直接輸出絕對液位數(shù)據(jù)，量程長、分辨度適中、無接觸特點(diǎn)，失電后能長時(shí)間保存絕對液位數(shù)據(jù)。耐沖擊、防水、抗油、抗粉塵、抗污染、不怕泡沫、讀數(shù)直觀精確、具有多種輸出信號、與車間現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)方便、便于維修置換等性能使其成為液位檢測與控制的設(shè)備。

四.結(jié)論

      通過以上對液位計(jì)的論述，我們對液位計(jì)的工作原理和性能等有了基本的了解，液位計(jì)有浮子鋼帶式液位計(jì)、靜壓式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、伺服式液位計(jì)等多種液位計(jì)。每種液位計(jì)都有自己的工作原理、特點(diǎn)、優(yōu)勢和適用范圍，因此對于不同的應(yīng)用，要根據(jù)具體情況和液位計(jì)設(shè)計(jì)選型的原理去選擇和設(shè)計(jì)。由此可以看出液位計(jì)在工業(yè)測量液位上有非常重要的作用，它的發(fā)展代表了部分工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，也代表一個(gè)國家工業(yè)水平的發(fā)展，所以我們要認(rèn)真的去學(xué)習(xí)、研究和創(chuàng)新，開拓我們國內(nèi)液位測量技術(shù)的新時(shí)代。

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