超聲波

       超聲波換能器產(chǎn)生機(jī)械聲脈沖，該脈沖通過空氣引導(dǎo)至過程。當(dāng)該脈沖遇到過程表面時(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)乃俣龋瑥亩鴮?dǎo)致測(cè)量誤差。

 

       機(jī)械信號(hào)以聲速傳播，需要大氣來傳輸信號(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。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)來說，泡沫很難量化，因?yàn)樗�不容易與工藝表面區(qū)分開來。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)是可以通過仔細(xì)放置桿或電纜來計(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、安裝在高筒倉中時(shí)在固體應(yīng)用中可能對(duì)電纜施加過大的拉力，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，電容也是非常可靠的電子液位測(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，壓力一直被用來測(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將壓力傳感器安裝在容器底部與過程流體接觸，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)的過程流體柱的液位成正比。過程流體的比重或重量的任何變化都會(huì)影響精度。

 

       無論您選擇何種技術(shù)來測(cè)量液位，始終關(guān)注您想要達(dá)到的精度和工藝條件。您的過程的壓力和溫度是多少？這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生泡沫或氣體煙霧嗎？過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)商合作來確定。