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【正文】 等不平，超聲波的傳輸受氣體干擾，物位表面有氣泡、波紋等不平，超聲波的反射效果大打折扣。物料有揮發(fā)、液夾氣時，容器上由震動（如容器上安裝有電機）不能選用超聲波液位計。 9 雷達(dá)物位計 雷達(dá)液位計采用發(fā)射 反射 接收的工作模式。雷達(dá)液位計的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比。在實際運用中，雷達(dá)液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻波技術(shù)的液位計，功耗大，須采用四線制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計，功耗低，容易實現(xiàn)本質(zhì)安全，精 確度高，適用范圍更廣。 雷達(dá)液位計測量時發(fā)出的電磁波能夠穿過真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣，蒸汽、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點，能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測量。 雷達(dá)液位計幾乎能用于所有的液體的液位測量。電磁波在液位表面發(fā)射時，信號會衰減，當(dāng)信號衰減過小時，會導(dǎo)致雷達(dá)液位計無法測到足夠的電磁波信號，導(dǎo)電介質(zhì)能很好的反射電磁波，介電常數(shù)大于 的非導(dǎo)電介質(zhì)（空氣的介電常數(shù)為 ）也能夠保證足夠的反射波，介電常數(shù)越大，反射信號越強。在實際應(yīng)用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。 雷達(dá)液位計和超聲波液位計比 較 超聲波和雷達(dá)主要的是測量原理的不同，而導(dǎo)致他們的不同的運用場合，雷達(dá)是鑒于被測物質(zhì)的介電常數(shù)的，而超聲波是鑒于被測物質(zhì)的密度的，所以介電常數(shù)很低的物質(zhì)雷達(dá)的測量效果就要打折扣，對于固體物質(zhì)一般也推難，另外波的發(fā)射方式元件不同，如超聲波是通過壓電物質(zhì)的震動來發(fā)射的，所以它不可能用在壓力比較高或負(fù)壓的場合，一般只用在常壓容器。而雷達(dá)可以用在高壓的過程罐。雷達(dá)的發(fā)射角度比超聲波大，小容器或瘦長的容器不推薦用非接觸式雷達(dá)，一般推薦導(dǎo)播雷達(dá)。最后就是精度上的溫度，當(dāng)然了，雷達(dá)肯定比超聲波高，在儲罐上肯定用高精度雷達(dá)的 ，而不會選超聲波。至于價格方面，一般情況下超聲波比雷達(dá)低，當(dāng)然一些大量程的超聲波價格也是很高的。如 670 米的量程，首選超聲波液位計。注意槽內(nèi)的攪拌，槽壁的粘附物會產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測量，在安裝是要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。 物位包括液位和料位兩類。液位又包括液位信號器和連續(xù)液位測量兩種。液位信號器是對幾個固定位置的液位進(jìn)行測量，用于液位的上、下限報警等。連續(xù)液位測量是對液位連續(xù)地進(jìn)行測量，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、食品加工等諸多領(lǐng)域，具有非常重要的意義。對 20 余種連續(xù)液位測量方法進(jìn) 行比較分析。玻璃管法、玻璃板法、雙色水位法。 人工檢尺法玻璃管法：該方法利用連通器原理工作，液位直接從指示標(biāo)度尺讀出。玻璃板法：玻璃板可通過連通器安裝，也可在容器壁上開孔安裝，并可串聯(lián)幾段玻璃板以增 10 大量程。液位數(shù)值直接從玻璃板刻度尺讀出。 雙色水位計法：該方法利用光學(xué)原理，使水顯示綠色，而使水蒸汽顯示紅色，從而指示出水位。 人工檢尺法：該方法用于測量油罐液位。測量時，測量員把量油尺投入油品中，并在尺砣與罐底接觸時提起量油尺。根據(jù)量油尺上的油品痕跡，讀出油面高度；根據(jù)量油尺末端試水膏顏色的變化確定水墊層的高度 ，從而確定油高和水高以上 4 種方法都是人工測量方法，具有測量簡單、可靠性高、直觀、成本低的優(yōu)點。 吹氣法、差壓法、 HTG 法吹氣法：因吹氣管內(nèi)壓力近似等于液柱的靜壓力，故 P＝ρgH 式中， ρ－液體密度； H－液位。故由靜壓力 P 即可測量液位 H。吹氣法適用于測量腐蝕性強、有懸濁物的液體，主要應(yīng)用在測量精度要求不高的場合。 差壓法：對于開口容器或常壓容器，閥門及氣相引壓管道可以省掉。壓力差與液位的關(guān)系為 ΔP＝ P2－ P1＝ ρgH 式中： ΔP－變送器正、負(fù)壓室壓力差； P P1－引壓管壓力；H－液位。差壓變送器將壓力差 變換為 4～ 20 mA 的直流信號。如果壓力處于測量范圍下限時對應(yīng)的輸出信號大于或小于 4 mA，則都需要采用調(diào)整遷移彈簧等零點遷移技術(shù)，使之等于 4 mA。 HTG 法：該方法應(yīng)用于油罐差壓液位測量中。 浮筒法：該方法采用中間帶孔的磁浮筒作為液位敏感元件。不銹鋼套管從浮筒中間孔穿過，固定在罐頂和罐底之間。液位變化帶動空心磁浮筒（內(nèi)藏永久磁鐵）沿套管上下移動，并吸引套管內(nèi)的磁鐵沿套管內(nèi)壁上下移動，二次儀器 |儀表根據(jù)磁鐵的移動量計算出液位。 浮球法：該方法利用杠桿原理工作。浮球跟隨液位變化而繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)軸上的指針轉(zhuǎn) 動，并與杠桿另一端的平衡重平衡，同時在刻度盤上指示出液位數(shù)值。浮球法有內(nèi)浮球式和外浮球式兩種。浮球法主要用于測量溫度高、粘度大的液位，但量程較小。 伺服法：該方法采用波動積分電路，消除抖動、延長壽命、提高液位測量精度。現(xiàn)代伺服液位儀的測量精度較高，已達(dá)到 40 m量程內(nèi)小于 1 mm 的精度，且一般都具有測量密度分布和平均密度的功能。 沉筒法：沉筒的位置隨著液位的變化而變化，但其變化量并不與液位變化量相等。扭力管式沉筒法：扭力管芯軸的扭角發(fā)生變化，二次儀表根據(jù)扭角的變化量計算出液位 以上 5 種方法都是利用浮力原理來 工作的。 電容 法、電容傳感器浸入液體的深度（ m）； l－電容傳感器垂直高度（ m）； R－內(nèi)極板圓柱底面半徑（ m）； r－外極板圓柱底面半徑（ m）。由于 R、 r、 l 等都是固定值，只要 11 利用 ε ε CH 就能計算出液位 H。測量導(dǎo)電液體的電容法原理，其公式推導(dǎo)略。電容式液位儀價格較低，安裝容易，且可以應(yīng)用于高溫、高壓的場合。但電容液位儀測量重復(fù)精度較低，需定期維 修和重新標(biāo)定，工作壽命也不是很長。 電阻 法：該方法特別適用于導(dǎo)電液體的測量，敏感器件具有電阻特性，其電阻值隨液位的變化而變化，故將電阻變化值傳送給二次電路即得到液位。液位傳感器的電參數(shù)產(chǎn)生變化的方法來測量液位的。 磁致伸縮法、超聲波法、調(diào)制型光學(xué)法、微波法 磁致伸縮法：該方法用于測量油罐液位中有兩個浮子，分別用來檢測油氣界面和油水界面。各浮子內(nèi) 都藏有一組永久磁鐵，用來產(chǎn)生固定磁場。測量時，液位計頭部發(fā)出低電流 “詢問 ”脈沖，該電流產(chǎn)生的磁場沿波導(dǎo)管向下傳導(dǎo)。當(dāng)電流磁場與浮子磁場相遇時，產(chǎn)生 “返回 ”脈沖（也稱 “波導(dǎo)扭曲 ”脈沖）。詢問脈沖與返回脈沖之間的時間差即對應(yīng)油水界面和油氣界面的高度。磁致伸縮液位計安裝容易，測量精度很高，但液體密度變化和溫度變化會帶來測量誤差，浮子沿著波導(dǎo)管外的護(hù)導(dǎo)管上下移動，容易被卡死。 超聲波法：天線（大多為口徑天線，也有平面天線）輻射出去，經(jīng)液面反射后被天線接收，然后由二次電路計算發(fā)射信號與接收信號的時間差得液位。該液位儀 采用三角波頻率調(diào)制形式，并通過對發(fā)射信號與接收信號混頻后得到的差額信號的分析，得到微波傳輸時間，從而計算出液位。微波速度受傳播介質(zhì)、溫度、壓力、液體介電常數(shù)的影響很小，但液體界面的波動、液體表面的泡沫、液體介質(zhì)的介電常數(shù)對微波反射信號強弱有很大影響。當(dāng)壓力超過規(guī)定數(shù)值時，壓力對液位測量精度將產(chǎn)生顯著影響。對于介電常數(shù)小于規(guī)定數(shù)值的液體，大部分雷達(dá)液位儀都需要采用波導(dǎo)管，但波導(dǎo)管的銹蝕、彎曲和傾斜都會影響測量精度。例如：當(dāng)空高 h為 20 m，導(dǎo)波管與垂直方向傾斜角度 α只要超過 0． 573176。，則引起的液位誤差 Δh 將 超過 1 mm，由此證明，在傾斜角度 α（單位為度）較小時， Δh滿足： 雷達(dá)液位儀特別適合于高污染度或高粘度的產(chǎn)品，如瀝青等。雷達(dá)液位儀測量的重復(fù)精度較高，無須定期維修和重新標(biāo)定，測量精度也較高，但價格較高，測量油水界面困難。 調(diào)制型光學(xué)法與微波法類似，只是采用相位或頻率調(diào)制的光信號代替微波信號。但光信號受水蒸汽、油蒸汽影響較大，并對液面波動很敏感，且必須采用易受污染的光學(xué) 鏡頭 。 以上 3 種方法都是通過檢測信號傳播的時間來確定液位的。設(shè)發(fā)射信號與接收信號的時間差為 t，則空高 h＝ vt／ 2， v 為波的傳播速度。 6 磁翻板法、振動法、核輻射法、光纖傳感器法 12 磁翻板法原理：浮子裝有一組永久磁鐵，隨液位變化而上下移動，通過磁耦合作用帶動磁翻板組件翻轉(zhuǎn)。當(dāng)液位上升時，磁翻板的紅色面朝外；液位下降時，白色面朝外。故根據(jù)磁翻板的顏色即可確定液位。浮子內(nèi)磁鐵與磁翻板磁性結(jié)構(gòu)中每片翻板間的距離為 10 mm。采用幾臺磁翻板裝置串聯(lián)可增大量程。 振動法的原理中振動液位儀由 導(dǎo)軌 、測試架、激錘、 振動傳感器 、伺服機構(gòu)等組成。伺服機構(gòu)控制振錘上下爬動并激振，激振后的自由振動被振動傳感器檢測，該檢測信號經(jīng)FET 變換后得到最大功率處的頻率，最后由空罐時固有頻率／液位關(guān)系得到液位。 這種液位測量方法需要激錘、伺服機構(gòu)等機械運動部件，其工作壽命不是很長，須定期維修和重新標(biāo)定，安裝也較復(fù)雜。 輻射法：放射性同位素在衰變過程中會輻射射線，常見的射線有 α、 β、 γ射線。其中，γ射線的穿透力強，射程遠(yuǎn)，故在核輻射液位測量中廣泛采用。實驗證明，穿過物質(zhì)前后 γ射線強度會發(fā)生變化。 核輻射式液位儀由放射源、探測器及處理電路組成。放射源大都采用鈷－ 60 或銫－ 137。探測器有電離室、記數(shù)管、閃爍 計數(shù)器 等幾種，其作用是探測射線穿透物質(zhì)后的強度。核輻射液位儀采用非接觸式安裝采用點式放射源、探測器，測量范圍較小；采用點式放射源、線狀探測器，測量范圍較大；采用線狀放射源、探測器，測量范圍最大。除 γ射線外，中子射線也可用來測量液位。中子射線的穿透能力極強，比 γ射線強 10 倍以上，可穿透壁厚達(dá) 9 英寸的鋼質(zhì)容器。射線液位儀安裝方便，測量精度能滿足大罐測量的需要，有一定的應(yīng)用場合。 光纖傳感法：文獻(xiàn)提出了一種光纖液位傳感器，當(dāng)液位變化時， 壓力傳感器 的敏感彈性膜片產(chǎn)生位移，帶動反光膜移動，使探頭感受的光強發(fā)生變化，從而計算出液位。文獻(xiàn)提出了又一種光纖液位傳感器，根據(jù)探頭在氣相和液相介質(zhì)中感受到光強的差異，判斷探頭的位置，并控制探頭跟蹤液位的變化，從而得到液位數(shù)值。