料位包括液位和料位 液位包括液位報警器和連續(xù)液位測量 液位報警器測量幾個固定位置的液位，用于液位上限和下限報警等。 連續(xù)液位測量是液位的連續(xù)測量，廣泛應用于石油、化工、食品加工等領域，具有非常重要的意義 本文對20多種連續(xù)液位測量方法進行了對比分析。 1.玻璃管法、玻璃板法、雙色水位法和手動直尺法。該方法采用連接裝置的原理，如圖1-mdash所示；1表示[1] 圖1-測試中的容器；2-玻璃管；三指標量表；4，5閥；6，7-連接管 液位直接從指示器刻度讀取。 玻璃板法:可以通過連接器或容器壁上的通孔安裝玻璃板，并且可以串聯(lián)幾塊玻璃板以增加測量范圍 液位值直接從玻璃板刻度中讀取。 雙色水位計法:該方法利用光學原理使水呈綠色，水蒸氣呈紅色，從而指示水位[2] 手動量油尺法:該方法用于測量油箱的液位。 在測量過程中，測量員將油尺放入油中，當重量接觸油箱底部時，舉起油尺。 根據(jù)油尺上的油標，讀取油位高度；根據(jù)油尺末端試水膏顏色的變化，確定水墊層的高度，從而確定油高度和水高度[3] 以上四種方法都是手工測量方法，具有測量簡單、可靠性高、直觀、成本低的優(yōu)點。 2.吹氣法、差壓法和HTG法:該方法的工作原理如圖2 & mdash1如[4所示] 在圖中，1-過濾器；2-減壓閥；3-節(jié)流元件；4-轉子流量計；5-變送器 由于吹管中的壓力大約等于液柱的靜壓力，p = &ρ；在生長激素公式中，&ρ；-液體密度；h級 因此，液位h可以通過靜態(tài)壓力p來測量。 本發(fā)明適用于測量腐蝕性強的液體和懸浮物，主要適用于測量精度要求低的場合 差壓法:該方法的工作原理見圖2-2 [4] 在圖中，1個和2個閥門；3-壓差變送器 對于開放容器或大氣容器，可以省略閥1和氣相壓力引入管道 壓差與液位之間的關系為&δ；p = P2-P1 = &ρ；在生長激素公式中:&δ；p-變送器正負壓力室壓差；P2和pipe壓力誘導管的壓力:h級 壓差變送器將壓差轉換成4-20mA DC信號 當壓力在測量范圍的下限時，如果相應的輸出信號大于或小于4mA，應采用零點偏移技術，如調整偏移彈簧，使其等于4mA。 HTG法:該方法適用于油罐差壓液位測量，如圖2 & mdash3 圖中:P1、P2和P3——高精度壓力傳感器；RTD溫度傳感元件；HIU接口單元 P1位于罐底部附近的外殼上，P2比P1高8英尺，P3位于罐頂部附近的外殼上 對于常壓油箱，可以省略壓力傳感器P3 如果壓力傳感器p1、p2和p3測得的壓力分別為P1、P2和P3，則公式為:克油重量；Sav -油箱的平均橫截面積；& rhoP1和P2壓力傳感器之間的平均油密度；g是重力加速度；h是P2 P1壓力傳感器之間的距離；h是機油高度；H0是壓力傳感器P1的高度 RTD用于測量油溫以補償測量值 HTG測量系統(tǒng)價格低廉，但液位測量精度低，所以安裝必須在罐壁上鉆孔。 以上三種方法利用液體的壓差來測量液位。 3.浮子法、浮子法、浮球法、伺服法和沉缸法浮子法:該方法以浮子為液位測量元件，驅動編碼盤或編碼帶等顯示裝置，或連接電子變送器遠距離傳輸測量信號。 浮標法:該方法使用中間帶孔的磁懸浮圓柱體作為液位傳感元件，如圖3 & mdash1 不銹鋼套管穿過浮筒的中間孔，固定在罐頂和罐底之間。 液位的變化驅動空心磁懸浮氣缸(內(nèi)置*磁鐵)沿套筒上下移動，并吸引套筒內(nèi)的磁鐵沿套筒內(nèi)壁上下移動，二次儀表根據(jù)磁鐵的移動量計算液位 浮球法:該方法采用杠桿原理，如圖3&mdash所示；2如[4所示] 圖中:1-浮球；2-連桿；3-旋轉軸；4-平衡重量；5桿 浮球隨著液位的變化繞旋轉軸旋轉，帶動旋轉軸上的指針旋轉，與杠桿另一端的配重平衡，同時在刻度盤上指示液位值 浮球法有兩種:內(nèi)浮球法和外浮球法，如圖3&mdash所示；2 浮球法主要用于測量高溫高粘度的液位，但測量范圍小。 伺服方法:該方法采用波積分電路消除抖動，延長使用壽命，提高液位測量精度。 現(xiàn)代伺服液位計的測量精度相對較高，在40m范圍內(nèi)精度不到1mm，一般具有測量密度分布和平均密度的功能。 沉缸法:沉缸的位置隨液位的變化而變化，但變化不等于液位的變化。 在圖3-3a [4]中，液位和浮標位置之間的關系如下:在上式中:&δ；h-液位變化；c-彈簧彈性系數(shù)；a-沉降筒的橫截面積；& rho液體密度；& Deltax-沉降缸位置的變化 正常情況下，浮標位置的變化&δ；x比液位變化δ小得多；H 圖3 & mdash3b是扭力管下沉法的原理[4]，其中:1-下沉管；2桿；3-扭力管；4心軸；5-外殼 下沉油缸的位置隨著液位的變化而變化。在杠桿的作用下，扭力管心軸的扭轉角度發(fā)生變化。二次儀表根據(jù)扭轉角的變化計算液位。 以上五種方法都是利用浮力原理來工作的。 4.電容法、電阻法、電感法和電容法:電容法測量非導電液體的原理如圖4所示& mdash1如[4所示] 圖4 & mdash在1中，電容器由兩個同心圓柱形極板組成，其電容CH為上式ε；1-待測液體的相對介電常數(shù)；& epsilon2-氣相介質的相對介電常數(shù)；電容式傳感器在液體中的浸入深度(m)；l-電容傳感器的垂直高度(m)；內(nèi)極板圓柱底面的r半徑(m)；外極板圓柱形底面的r半徑(m) 從右、右、左等。都是固定值，只使用ε；1、ε；2.CH可以計算液位h 圖4 & mdash2是電容法測量導電液體的原理[4]，并對其公式稍作推導。 電容式液位計價格低廉，安裝方便，可應用于高溫高壓場合。 但是電容液位計的重復測量精度低，需要定期維護和重新校準，使用壽命也不是很長。 電阻法:本方法[5]特別適用于測量導電液體。敏感器件具有電阻特性，其電阻值隨液位的變化而變化。因此，通過將電阻變化值傳送到次級電路來獲得液位。 探頭式采用跟蹤測量法測量液位，以液位上升的情況為例說明液位測量的原理。當液位上升時，將探頭完全提離液體，然后慢慢降低探頭以找到液位，探頭與液體接觸時的位置對應于液位。 探頭類型的特點是測量精度高，控制電路復雜。 歸納法:本方法[5]適用于導電液體，特別是液態(tài)金屬的液位測量。 電感法的原理是液位的變化使電感元件的自感、互感或磁導率發(fā)生變化，因此可以通過將變化發(fā)送到次級電路來獲得相應的液位值。 感應法廣泛應用于高頻液位計的嘴中 液位計的測量原理是調頻信號通過射頻電纜耦合到傳輸線傳感器的諧振電路，諧振電路的輸出電壓通過檢測電路和射頻電纜傳輸?shù)降屯V波器， 然后根據(jù)低通濾波器的輸出電壓控制調諧電路產(chǎn)生新的振蕩頻率，直到傳感器的諧振電路處于完全諧振狀態(tài)，此時的振蕩頻率對應于傳感器的電感，從而對應于液位 上述三種方法都用于通過改變液位傳感器的電氣參數(shù)來測量液位。 5.磁致伸縮法、超聲波法、調制光學法和微波法磁致伸縮法:這種油罐液位測量方法的原理見圖5 & mdash1如[6所示] 圖5 & mdash1中有兩個浮子，分別用于檢測油氣界面和油水界面。 每個浮子包含一組*磁鐵，用于產(chǎn)生固定磁場。 在測量過程中，液位計的頭部發(fā)出低電流。提問。脈沖，電流產(chǎn)生的磁場沿著波導向下傳導 當當前磁場遇到浮動磁場時。返回。脈搏(也稱為& ldquo波導失真。脈沖) 查詢脈沖和返回脈沖之間的時間差對應于油水界面和油氣界面的高度。 磁致伸縮液位計安裝簡單，測量精度高。然而，液體密度和溫度的變化會帶來測量誤差[7]。浮子沿波導管外部的保護導管上下移動，容易堵塞。 超聲波法:換能器將電能脈沖轉換成超聲波，并發(fā)射到液面，然后超聲波被液面反射后被換能器轉換成電信號 超聲波是一種傳播衰減小、界面反射信號強、發(fā)射和接收電路簡單的機械波，應用廣泛。然而，超聲波的傳播速度受介質的密度、濃度、溫度、壓力等因素的影響，其測量精度相對較低。 微波法:微波通過天線(主要是孔徑天線和平面天線)輻射出去，被液面反射并被天線接收，然后由次級電路計算發(fā)射信號和接收信號之間的時間差，得到液面 連續(xù)波雷達液位計的原理如圖5所示。如圖2所示，液位計采用三角波調頻，通過分析發(fā)射信號與接收信號混合后得到的差分信號，得到微波傳輸時間，從而計算液位。 微波速度受傳播介質、溫度、壓力和液體介電常數(shù)的影響很小，但液體界面、液體表面泡沫和液體介質介電常數(shù)的波動對微波反射信號的強度影響很大。 當壓力超過規(guī)定值時，壓力將對液位測量精度產(chǎn)生重大影響。 對于介電常數(shù)小于規(guī)定值的液體，大多數(shù)雷達液位計需要使用波導管，但波導管的腐蝕、彎曲和傾斜會影響測量精度。 例如，當空氣高度h為20m時，波導和垂直方向之間的傾斜角為α；只要它超過0.573°；，由此產(chǎn)生的液位誤差&δ；h將超過1毫米，從而證明在傾斜角α；(單位:度)減去，&δ；h .滿意度:雷達液位計特別適用于高污染或高粘度的產(chǎn)品，如瀝青等。 雷達液位計重復精度高，無需定期維護和重新校準，測量精度高，但測量油水界面昂貴且困難。 調制光學方法類似于微波方法，除了使用相位或頻率調制光學信號代替微波信號。 圖5 & mdash3是激光雷達液位計[8]的示意圖 然而，光信號受到水蒸氣和油蒸氣的很大影響，并且對液位波動非常敏感，因此有必要使用容易被污染的光學透鏡。 上述三種方法都通過檢測信號傳播時間來確定液位。 如果發(fā)射信號和接收信號之間的時間差是t，零高度h = vt/2，v是波的傳播速度 6.磁襟翼法、振動法、核輻射法和光纖傳感法的原理如圖6-mdash所示；[1]，1a所示的單襟翼指示器組件；2-浮動；3-連接管組件；4-調節(jié)螺釘；5-排放塞 浮子上裝有一組*磁鐵，隨著液位的變化上下移動，通過磁耦合效應驅動磁性翻板組件翻轉。 當液位上升時，磁性擋板的紅色面朝外；當液位下降時，白色面朝外 因此，可以根據(jù)磁性翻轉板的顏色來確定液位 浮子和磁性擋板中磁鐵的磁性結構如圖6所示。如圖1b [5]所示，每個襟翼之間的距離為10毫米 可以通過串聯(lián)幾個磁性擋板裝置來增加范圍。 振動法的原理如圖6所示& mdash2如圖所示[9] 振動液位計由導軌、測試架、沖擊錘、振動傳感器、伺服機構等組成。 伺服機構控制振動錘上下爬升并激勵振動，激勵后的自由振動由振動傳感器檢測，檢測信號由場效應管轉換得到較大功率時的頻率，較大功率后，罐空時由自然頻率/液位關系得到液位 這種液位測量方法需要錘子和伺服機構等機械運動部件，其工作壽命不是很長。它需要定期維護和重新校準，并且安裝復雜。 輻射方法:放射性同位素在衰變過程中輻射輻射，常見的輻射是α；、β。、γ。射線 其中，&γ；射線穿透力強，射程遠，因此被廣泛應用于核輻射水平測量。 實驗證明，在穿過物質&γ之前和之后；輻射強度將發(fā)生變化，并滿足上式中的下列關系式[5]:J0-穿過物質之前的強度；穿透物質后的j強度；& mu-材料對&γ；輻射的衰減特性；d-物質厚度 核輻射液位計由放射源、探測器和處理電路組成。 大多數(shù)放射源是鈷-60或銫-137 探測器包括電離室、計數(shù)管、閃爍計數(shù)器等。它們的功能是探測穿透物質后的輻射強度。 核輻射物位計以非接觸方式安裝，如圖6-mdash所示；3 圖6 & mdash3a采用點式放射源和探測器，測量范圍?。粓D6 & mdash3b采用點放射源和線性探測器，測量范圍大。圖6 & mdash3c采用線性放射源和探測器，測量范圍大 除法和伽瑪。除了輻射，中子輻射也可以用來測量液位。 中子射線具有極強的穿透力，比率為γ；x光強度超過10倍，可以穿透壁厚高達9英寸的鋼制容器，[10] x光液位計安裝簡單，測量精度能夠滿足大型儲罐測量的需要。它有一定的應用場合。 光纖傳感方法:文件[11]提出了一種光纖液位傳感器。當液位變化時，壓力傳感器靈敏的彈性膜片會產(chǎn)生位移，這將驅動反射膜移動，使得探頭感受到的光強發(fā)生變化，從而計算出液位。 文獻[12]提出了另一種光纖液位傳感器，它根據(jù)探頭在氣相和液相介質中所感測的光強差來判斷探頭的位置，并控制探頭跟蹤液位的變化，從而獲得液位值 7.結論分析比較了20多種液位測量方法 在實際應用中，應根據(jù)價格、測量精度和被測介質特性等因素合理選擇液位計的類型。

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