超聲波

       超聲波換能器產(chǎn)生機(jī)械聲脈沖，該脈沖通過(guò)空氣引導(dǎo)至過(guò)程。當(dāng)該脈沖遇到過(guò)程表面時(shí)，它會(huì)反彈回傳感器（圖1）。變送器基本上是一個(gè)高科技計(jì)時(shí)器，測(cè)量脈沖往返過(guò)程所需的時(shí)間。該時(shí)間與到工藝表面的距離成正比。

超聲波液位傳感器發(fā)送一個(gè)聲音脈沖，該脈沖從容器中的液體或固體表面反射。飛行時(shí)間決定了水平

 

       這種基于時(shí)間的技術(shù)稱為飛行時(shí)間(ToF)。超聲波變送器用于各種簡(jiǎn)單的應(yīng)用，用于測(cè)量容器中的液體或固體水平。傳感器經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償，可在2到230英尺的距離內(nèi)提供高水平的可重復(fù)精度。具有大量灰塵或高溫的應(yīng)用不太適合超聲波發(fā)射器。如果空氣中的灰塵過(guò)多，則會(huì)減弱信號(hào)并導(dǎo)致返回不良。高溫或蒸汽也會(huì)改變空氣的密度，足以影響脈沖傳輸?shù)乃俣�，從而�?dǎo)致測(cè)量誤差。

 

       機(jī)械信號(hào)以聲速傳播，需要大氣來(lái)傳輸信號(hào)；因此，超聲波設(shè)備不能在真空下運(yùn)行的應(yīng)用中工作。液體頂部的泡沫也會(huì)干擾超聲波信號(hào)。聲音信號(hào)可以被泡沫吸收，不會(huì)產(chǎn)生回聲。

 

自由空間雷達(dá)

自由空間雷達(dá)發(fā)送一個(gè)電子信號(hào)，該信號(hào)要么從表面反彈，要么改變其頻率以確定水平。

 

       這種非接觸式雷達(dá)技術(shù)有兩個(gè)不同的版本：脈沖生成和調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)。脈沖生成版本基于類似于超聲波設(shè)備的ToF原理工作。1到100GHz之間的電磁波從天線發(fā)送到過(guò)程表面，以尋找阻抗變化，這會(huì)將信號(hào)反射回發(fā)射器。在大多數(shù)情況下，空氣和工藝材料之間的電介質(zhì)差異會(huì)導(dǎo)致信號(hào)被反射回來(lái)。選擇雷達(dá)液位計(jì)時(shí)，產(chǎn)品的電介質(zhì)很重要，因?yàn)殡娊橘|(zhì)越大，阻抗變化越大，反射越強(qiáng)。

 

       雷達(dá)喇叭的尺寸（圖2）、產(chǎn)品的電介質(zhì)以及工藝表面的狀況（平靜或激動(dòng)）決定了設(shè)備到工藝表面的非常大距離。FMCW雷達(dá)版本發(fā)出連續(xù)的雷達(dá)信號(hào)，并且頻率隨著與過(guò)程距離的變化而變化。因?yàn)镕MCW是連續(xù)波，它永遠(yuǎn)不會(huì)與材料失去聯(lián)系，因此更適合攪拌容器。自由空間雷達(dá)相對(duì)不受環(huán)境條件的影響，例如發(fā)射設(shè)備和過(guò)程表面之間的不同氣體或蒸汽。

 

       它在很大程度上不受工藝溫度或壓力變化的影響，并且可以在完全真空中工作。可能影響自由空間雷達(dá)的兩個(gè)過(guò)程條件是發(fā)射器天線上的冷凝和液體表面上的泡沫。冷凝物通常是一種高介電液體，雷達(dá)信號(hào)無(wú)法穿透這種材料，導(dǎo)致信號(hào)發(fā)射區(qū)域的“噪聲”增加。對(duì)于雷達(dá)來(lái)說(shuō)，泡沫很難量化，因?yàn)樗�不容易與工藝表面區(qū)分開來(lái)。即使有這些限制，自由空間雷達(dá)仍然是非常通用的非接觸式液位技術(shù)，它適用于大多數(shù)液體或固體液位應(yīng)用。

 

導(dǎo)波雷達(dá)

       導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)或時(shí)域反射儀(TDR)的工作原理與脈沖生成的自由空間雷達(dá)非常相似。主要區(qū)別在于從雷達(dá)單元到過(guò)程表面增加了一根電纜或桿，以引導(dǎo)和聚焦雷達(dá)信號(hào)（圖3）。制導(dǎo)雷達(dá)也在大約1.2GHz的較低頻率上工作。導(dǎo)波雷達(dá)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)非常集中在電纜或桿上。當(dāng)它遇到泡沫時(shí)，雷達(dá)信號(hào)會(huì)更好地穿過(guò)泡沫反射到液體表面。

 

       冷凝和灰塵都不會(huì)對(duì)TDR產(chǎn)生任何影響。固體物位測(cè)量的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)仔細(xì)放置桿或電纜來(lái)計(jì)算休止角。休止角是由固體在容器中堆積的方式產(chǎn)生的，在堆的側(cè)面形成了一個(gè)角度。使用導(dǎo)波雷達(dá)時(shí)，桿或電纜與產(chǎn)品接觸的點(diǎn)將決定反射回發(fā)射器的信號(hào)。安裝注意事項(xiàng)包括材料兼容性、安裝在高筒倉(cāng)中時(shí)在固體應(yīng)用中可能對(duì)電纜施加過(guò)大的拉力，以及避免電纜或桿與攪拌器等物品之間的干擾。

 

電容

       電容式液位變送器的工作原理與電容器非常相似。探頭的金屬中心桿充當(dāng)電容器的一塊板；血管壁充當(dāng)?shù)诙�塊板。如果被測(cè)材料是不導(dǎo)電的，則它充當(dāng)兩塊板之間的介電絕緣體。如果被測(cè)材料是導(dǎo)電的，則探頭上的絕緣體就是電容器中的介電絕緣體。該容器本質(zhì)上變成了一個(gè)可變電容器。與探頭接觸的產(chǎn)品越多，以皮法(pF)值讀數(shù)表示的電容就越高。

 

       該pF值是電容的量度，與產(chǎn)品的高度有關(guān)。電容式液位變送器的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快，并且可以使用該技術(shù)的產(chǎn)品種類繁多。它廣泛用于填充碗應(yīng)用、儲(chǔ)油罐和短化學(xué)品儲(chǔ)存容器。對(duì)于接口應(yīng)用，電容也是非�？煽康碾娮右何粶y(cè)量形式，其中容器內(nèi)有導(dǎo)電和非導(dǎo)電液體的組合形成層。使用電容液位測(cè)量時(shí)，必須有金屬容器或接地參考棒才能使變送器正常工作。

 

伽瑪

       該技術(shù)由兩部分組成：放射源和探測(cè)器（圖5）。放射源的大小約為一角硬幣，并安裝在一個(gè)充滿鉛的源容器中，該容器只有一個(gè)小透鏡或開口，可將伽馬輻射引導(dǎo)到一個(gè)方向。伽馬能量是由放射源的衰變產(chǎn)生的，放射源通常是銫137或鈷60。這種伽馬能量被它和探測(cè)器之間的任何東西吸收或部分阻擋。在連續(xù)液位應(yīng)用中，當(dāng)容器裝滿時(shí)，在容器安裝檢測(cè)器的另一側(cè)只能檢測(cè)到非常少量的輻射。隨著容器水平下降，輻射量增加。

伽馬傳感器可以在惡劣環(huán)境中測(cè)量液位

 

       Gamma可用于點(diǎn)水平、連續(xù)和界面測(cè)量。該技術(shù)還用于科里奧利流量計(jì)等其他技術(shù)不適用的密度測(cè)量。該技術(shù)可用于非常惡劣的環(huán)境，包括高溫、腐蝕性介質(zhì)、高壓以及有毒或磨蝕性材料。Gamma系統(tǒng)用于所有類型的反應(yīng)器、分離器和混合器。該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是非常終用戶在使用放射性物質(zhì)時(shí)必須遵守的法規(guī)和許可要求。

 

壓力

       幾十年來(lái)，壓力一直被用來(lái)測(cè)量液位。較舊的系統(tǒng)使用帶有恒壓調(diào)節(jié)器和氣泡管的差壓變送器。容器中液體高度的任何增加或減少都反映在泡管中測(cè)量的背壓的增加或減少。新型靜水壓力變送器通過(guò)將壓力傳感器安裝在容器底部與過(guò)程流體接觸，或使用安裝在桿或電纜上的傳感器，在非加壓容器中進(jìn)行相同的直接壓力讀數(shù)，將其降低到容器底部。血管。

 

       該技術(shù)通常用于集水槽、存儲(chǔ)和工藝容器。在加壓容器中（圖6），必須使用差壓變送器作為變送器。它必須從容器底部測(cè)得的壓力中減去水頭壓力。結(jié)果測(cè)量值的平方根與相關(guān)的過(guò)程流體柱的液位成正比。過(guò)程流體的比重或重量的任何變化都會(huì)影響精度。

 

       無(wú)論您選擇何種技術(shù)來(lái)測(cè)量液位，始終關(guān)注您想要達(dá)到的精度和工藝條件。您的過(guò)程的壓力和溫度是多少？這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生泡沫或氣體煙霧嗎？過(guò)程中是否存在攪拌器或湍流表面？您的工藝的電介質(zhì)或比重是多少？在大多數(shù)應(yīng)用中，您會(huì)發(fā)現(xiàn)有多種技術(shù)可以使用，非常終的選擇非常好通過(guò)與所有kao_qian液位測(cè)量技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)豐富的供應(yīng)商合作來(lái)確定。