水位傳感器的工作原理

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根線的水位傳感器的工

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根線的水位傳感器的工作原理作原理

在物位測(cè)量中，方法眾多，但都有自己的適用范圍：

1.

接觸式測(cè)量

接觸式測(cè)量是從鋼帶浮子液位計(jì)為開(kāi)端，

以各種方式精確測(cè)量浮子距離而演化到各種現(xiàn)代化

儀表如

伺服式、磁致伸縮式等等鋼帶浮子式：最早期的液位計(jì)，現(xiàn)今都面臨著更新?lián)Q代工

作原理

浮子受浮力浮在介質(zhì)表面，通過(guò)變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值，液位上升

或下降破壞了力平衡后，浮子也跟隨上升下降，帶動(dòng)鋼帶運(yùn)行。理論精度在

2-3mm

左右

安

裝復(fù)雜，可靠性較低，由于機(jī)械部件多，很容易發(fā)生鋼帶卡死不動(dòng)的情況。

光纖式即將鋼

帶液位通過(guò)光碼盤(pán)讀出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

2.

磁致伸縮型

磁致伸縮型工作原理探棒上端電子部件產(chǎn)

生低壓電流脈沖，開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)沿磁致伸

縮線向下傳播，

浮子隨著液位變化沿測(cè)量竿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)有磁鐵，

也產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩個(gè)磁

場(chǎng)相遇，

磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，

脈沖速度已知，

計(jì)算脈沖傳播時(shí)間即對(duì)應(yīng)液位

精確變化。

（電流以光速運(yùn)行，所以其傳播時(shí)間與力波時(shí)間相比可忽略）精度最高能夠達(dá)到

1mm 

優(yōu)缺點(diǎn)分析

磁致伸縮液位精度較高，可測(cè)油水分界面但由于其接觸的測(cè)量方式和較

高的安裝、維護(hù)要求導(dǎo)致市場(chǎng)普及不廣。

3.

伺服式液位計(jì)

伺服式液位計(jì)是最近比較成功的新型液位計(jì)，

主要應(yīng)用在輕油品的高精度測(cè)量中。

與雷達(dá)液

位計(jì)形成比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)。基本原理同鋼帶式液位計(jì)，但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，

形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)考慮鋼帶自身重力，精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力，

得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度，以得到液位值。精度高，能夠達(dá)到

1mm

，滿(mǎn)足計(jì)量級(jí)要

求。

使用于平靜的輕質(zhì)無(wú)腐蝕性液體。

安裝調(diào)試比較麻煩，

同樣有接觸式液位計(jì)的各種不利

因素價(jià)格高昂。

4.

靜壓式液位計(jì)

靜壓式液位計(jì)比較特殊，

其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過(guò)測(cè)量液體底部的壓

力來(lái)折算液位高度。

P

＝

ρ

gh 

（

P 

壓強(qiáng)）由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大，所以常常精

度比較差，

而為消除這些影響，

需要很多其他測(cè)試儀表，

結(jié)果搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng)

價(jià)格很高。

5.

非接觸式測(cè)量

非接觸式測(cè)量通常采用發(fā)射能被所測(cè)介質(zhì)反射的波的形式進(jìn)行測(cè)量，利用已知的波傳播速

度，通過(guò)直接或間接測(cè)量波的傳播時(shí)間來(lái)得到液面與測(cè)量?jī)x表間的距離，進(jìn)而得到液位值。

根據(jù)發(fā)射波種類(lèi)有光波激光液位計(jì)超聲波超聲波液位計(jì)電磁波

雷達(dá)液位計(jì)。

6.

雷達(dá)測(cè)量

雷達(dá)測(cè)量采用發(fā)射電磁波形式，由于所測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)均大于空氣和真空的

1

，由于介質(zhì)

的不連續(xù)性，

在空氣和液體分界面出就會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，

電磁波在空氣中傳播速度基本不受

溫度影響，

所以通過(guò)測(cè)量電磁波從發(fā)射到反射被接收之間的時(shí)間，

就可以測(cè)出液位計(jì)離液面

的高度，進(jìn)而得到液位值。雷達(dá)液位計(jì)又分兩大類(lèi)，它們的具體測(cè)量原理并不相同。雷達(dá)