超声波

       超声波换能器产生机械声脉冲，该脉冲通过空气引导至过程。当该脉冲遇到过程表面时，它会反弹回传感器（图1）。变送器基本上是一个高科技计时器，测量脉冲往返过程所需的时间。该时间与到工艺表面的距离成正比。

超声波液位传感器发送一个声音脉冲，该脉冲从容器中的液体或固体表面反射。飞行时间决定了水平

 

       这种基于时间的技术称为飞行时间(ToF)。超声波变送器用于各种简单的应用，用于测量容器中的液体或固体水平。传感器经过温度补偿，可在2到230英尺的距离内提供高水平的可重复精度。具有大量灰尘或高温的应用不太适合超声波发射器。如果空气中的灰尘过多，则会减弱信号并导致返回不良。高温或蒸汽也会改变空气的密度，足以影响脉冲传输的速度，从而导致测量误差。

 

       机械信号以声速传播，需要大气来传输信号；因此，超声波设备不能在真空下运行的应用中工作。液体顶部的泡沫也会干扰超声波信号。声音信号可以被泡沫吸收，不会产生回声。

 

自由空间雷达

自由空间雷达发送一个电子信号，该信号要么从表面反弹，要么改变其频率以确定水平。

 

       这种非接触式雷达技术有两个不同的版本：脉冲生成和调频连续波(FMCW)。脉冲生成版本基于类似于超声波设备的ToF原理工作。1到100GHz之间的电磁波从天线发送到过程表面，以寻找阻抗变化，这会将信号反射回发射器。在大多数情况下，空气和工艺材料之间的电介质差异会导致信号被反射回来。选择雷达液位计时，产品的电介质很重要，因为电介质越大，阻抗变化越大，反射越强。

 

       雷达喇叭的尺寸（图2）、产品的电介质以及工艺表面的状况（平静或激动）决定了设备到工艺表面的非常大距离。FMCW雷达版本发出连续的雷达信号，并且频率随着与过程距离的变化而变化。因为FMCW是连续波，它永远不会与材料失去联系，因此更适合搅拌容器。自由空间雷达相对不受环境条件的影响，例如发射设备和过程表面之间的不同气体或蒸汽。

 

       它在很大程度上不受工艺温度或压力变化的影响，并且可以在完全真空中工作。可能影响自由空间雷达的两个过程条件是发射器天线上的冷凝和液体表面上的泡沫。冷凝物通常是一种高介电液体，雷达信号无法穿透这种材料，导致信号发射区域的“噪声”增加。对于雷达来说，泡沫很难量化，因为它不容易与工艺表面区分开来。即使有这些限制，自由空间雷达仍然是非常通用的非接触式液位技术，它适用于大多数液体或固体液位应用。

 

导波雷达

       导波雷达液位计或时域反射仪(TDR)的工作原理与脉冲生成的自由空间雷达非常相似。主要区别在于从雷达单元到过程表面增加了一根电缆或杆，以引导和聚焦雷达信号（图3）。制导雷达也在大约1.2GHz的较低频率上工作。导波雷达技术的优点是信号非常集中在电缆或杆上。当它遇到泡沫时，雷达信号会更好地穿过泡沫反射到液体表面。

 

       冷凝和灰尘都不会对TDR产生任何影响。固体物位测量的另一个主要优点是可以通过仔细放置杆或电缆来计算休止角。休止角是由固体在容器中堆积的方式产生的，在堆的侧面形成了一个角度。使用导波雷达时，杆或电缆与产品接触的点将决定反射回发射器的信号。安装注意事项包括材料兼容性、安装在高筒仓中时在固体应用中可能对电缆施加过大的拉力，以及避免电缆或杆与搅拌器等物品之间的干扰。

 

电容

       电容式液位变送器的工作原理与电容器非常相似。探头的金属中心杆充当电容器的一块板；血管壁充当第二块板。如果被测材料是不导电的，则它充当两块板之间的介电绝缘体。如果被测材料是导电的，则探头上的绝缘体就是电容器中的介电绝缘体。该容器本质上变成了一个可变电容器。与探头接触的产品越多，以皮法(pF)值读数表示的电容就越高。

 

       该pF值是电容的量度，与产品的高度有关。电容式液位变送器的优点是响应速度快，并且可以使用该技术的产品种类繁多。它广泛用于填充碗应用、储油罐和短化学品储存容器。对于接口应用，电容也是非常可靠的电子液位测量形式，其中容器内有导电和非导电液体的组合形成层。使用电容液位测量时，必须有金属容器或接地参考棒才能使变送器正常工作。

 

伽玛

       该技术由两部分组成：放射源和探测器（图5）。放射源的大小约为一角硬币，并安装在一个充满铅的源容器中，该容器只有一个小透镜或开口，可将伽马辐射引导到一个方向。伽马能量是由放射源的衰变产生的，放射源通常是铯137或钴60。这种伽马能量被它和探测器之间的任何东西吸收或部分阻挡。在连续液位应用中，当容器装满时，在容器安装检测器的另一侧只能检测到非常少量的辐射。随着容器水平下降，辐射量增加。

伽马传感器可以在恶劣环境中测量液位

 

       Gamma可用于点水平、连续和界面测量。该技术还用于科里奥利流量计等其他技术不适用的密度测量。该技术可用于非常恶劣的环境，包括高温、腐蚀性介质、高压以及有毒或磨蚀性材料。Gamma系统用于所有类型的反应器、分离器和混合器。该技术的主要缺点是非常终用户在使用放射性物质时必须遵守的法规和许可要求。

 

压力

       几十年来，压力一直被用来测量液位。较旧的系统使用带有恒压调节器和气泡管的差压变送器。容器中液体高度的任何增加或减少都反映在泡管中测量的背压的增加或减少。新型静水压力变送器通过将压力传感器安装在容器底部与过程流体接触，或使用安装在杆或电缆上的传感器，在非加压容器中进行相同的直接压力读数，将其降低到容器底部。血管。

 

       该技术通常用于集水槽、存储和工艺容器。在加压容器中（图6），必须使用差压变送器作为变送器。它必须从容器底部测得的压力中减去水头压力。结果测量值的平方根与相关的过程流体柱的液位成正比。过程流体的比重或重量的任何变化都会影响精度。

 

       无论您选择何种技术来测量液位，始终关注您想要达到的精度和工艺条件。您的过程的压力和温度是多少？这个过程会产生泡沫或气体烟雾吗？过程中是否存在搅拌器或湍流表面？您的工艺的电介质或比重是多少？在大多数应用中，您会发现有多种技术可以使用，非常终的选择非常好通过与所有kao_qian液位测量技术的经验丰富的供应商合作来确定。