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16種液位計的原理與選型

1、磁翻柱液位計

主要原理
磁翻柱液位計也稱為磁翻板液位計,它的結構主要基于浮力和磁力原理設計生產的。帶有磁體的浮子(簡稱磁性浮子)在被測介質中的位置受浮力作用影響。液位的變化導致磁性浮子位置的變化、磁性浮子和磁翻柱(也成為磁翻板)的靜磁力耦合作用導致磁翻柱翻轉一定角度(磁翻柱表面涂敷不同的顏色),進而反映容器內液位的情況。
配合傳感器(磁簧開關)和精密電子元器件等構成的電子模塊和變送器模塊,可以變送輸出電阻值信號、電流值(4~20mA)信號、開關信號以及其他電學信號。從而實現現場觀測和遠程控制的完美結合。
適用范圍及特點
本液位計采用優質磁體和進口電子元件,使產品具有:設計合理、結構簡單、使用方便、性能穩定、使用壽命長、便于安裝維護等優點。
本液位計輸出信號多樣,實現遠距離的液位指示、檢測、控制和記錄。
本液位計幾乎可以適用于各種工業自動化過程控制中的液位測量與控制。可以廣泛運用于石油加工、食品加工、化工、水處理、制藥、電力、造紙、冶金、船舶和鍋爐等領域中的液位測量、控制與監測。
2、磁浮球液位計(液位開關)
主要原理

磁浮球液位計(液位開關)結構主要基于浮力和靜磁場原理設計生產的。帶有磁體的浮球(簡稱浮球)在被測介質中的位置受浮力作用影響:液位的變化導致磁性浮子位置的變化。浮球中的磁體和傳感器(磁簧開關)作用,使串聯入電路的元件(如定值電阻)的數量發生變化,進而使儀表電路系統的電學量發生改變。也就是使磁性浮子位置的變化引起電學量的變化。通過檢測電學量的變化來反映容器內液位的情況。
該液位計可以直接輸出電阻值信號,也可以配合使用變送模塊,輸出電流值(4~20mA)信號;同時配合其他轉換器,輸出電壓信號或者開關信號(也可以按照客戶需求轉換器由公司配送)。從而實現電學信號的遠程傳輸、分析與控制。
適用范圍及特點
本產品采用優質磁體和進口電子元件,使產品具有:結構簡單、使用方便、性能穩定、使用壽命長、便于安裝維護等優點。
本產品幾乎可以適用與各種工業自動化過程控制中的液位測量與控制,可以廣泛運用于石油加工、食品加工、化工、水處理、制藥、電力、造紙、冶金、船舶和鍋爐等領域中的液位測量、控制與監測。

3、防爆浮球液位開關
主要原理

防爆浮球液位開關,也稱為防爆浮球液位控制器。它是專門為爆炸性環境中使用而設計制造的液位控制儀表,本產品是基于浮力原理和杠桿原理設計的,當容器內液位發生變化時,浮球的位置將隨液位的變化而變化,浮球的這種位移將通過杠桿作用于微動開關,進而由微動開關產生開關信號。
適用范圍及特點
本產品采用優質材料和進口電子元件,使產品具有:設計合理、結構簡單、使用方便、性能穩定、使用壽命長、便于安裝維護等優點。另外,本儀表輸出開關信號,可以實現遠距離的液位警報和控制。
高溫高壓型防爆浮球液位開關,使用了優質磁鋼和磁耦合原理,避免電子元件與高溫介質直接接觸、實現高壓介質與電子元器件的完全隔離。
本產品的制造生產符合相關標準,經電氣產品防爆質量監督檢驗中心審查批準,產品可以廣泛適用于石油、化工、電力、冶金、食品、制藥、造紙等行業中。能實現對各類容器內液位的制動報警和控制。
4、玻璃板式液位計
工作原理與結構

本液位計是基于連通器原理設計的,由玻璃板及液位計主體構成的液體通路是經接管用法蘭或錐管螺紋與被測容器連接構成連通器,透過玻璃板觀察到的液面與容器內的液面相同即液位高度。
液位計兩端的針型閥不僅起截止閥的作用,其內部的鋼球具有逆止閥的功能,當液位計發生意外破損泄漏時,鋼球可在介質壓力作用下自動關閉液體通道,防止液體大量外流起到安全保護作用。液位計改變零件的材料或增加一些附屬部件即可達到防腐、保溫、防霜、照明等功能。
適用范圍及特點
本產品選用優質石英玻璃板,具有優良的性能。另外,本產品具有結構簡單、經濟實用、安裝方便、工作可靠、使用壽命長等優點。
作為基本的液位指示液位計,本產品廣泛運用于在最簡單液位測量場合和自動化程度不很高的大型工程項目中液位的測量和監測。

5、玻璃管式液位計
工作原理與結構

液位計是基于連通器原理設計的,由玻璃管構成的液體通路。通路經接管用法蘭或錐管螺紋與被測容器連接構成連通器,透過玻璃管觀察到的液面與容器內的液面相同即液位高度。
管式液位計主要由玻璃管、保護套、上下閥門及連接法蘭(或螺紋)等組成。液位計改變零件的材料或增加一些附屬部件,即可達到防腐或保溫的功能。
適用范圍及特點 
本產品選用優質石英玻璃管,具有優良的性能(如耐高溫、高壓等)。另外,具有結構簡單、經濟實用、安裝方便、工作可靠、使用壽命長等優點。
作為基本的液位指示液位計,本產品廣泛運用于在最簡單液位測量場合和自動化程度不很高的大型工程項目中液位的測量和監測。
6、鋼帶液位計
工作原理:

鋼帶液位計是一種傳統的液位計。它是利用力學平衡原理設計制作的。它是由液位檢測裝置、高精度位移傳動系統、恒力裝置、顯示裝置、變送器裝置以及其他外設構成。
浸在被測液體中的浮子受到重力W,浮力F和由恒力裝置產生的恒定拉力T的作用,當三個力的矢量和等于零時,浮子處于準平衡靜止狀態。力學平衡時的浮力是準恒定的(浮子浸入液體的體積V為恒定值)。
當液位改變時,原有的力學平衡在浮子受浮力的擾動下,將通過鋼帶的移動達到新的平衡。液位檢測裝置(浮子)根據液位的情況帶動鋼帶移動,位移傳動系統通過鋼帶的移動策動傳動銷轉動,進而作用于計數器來顯示液位的情況。
變送器把這種液位情況轉換成標準電信號,通過信號線輸出。這種電信號可以驅動其他控制設備。
適用范圍及特點:
本液位計具有實用性強、測量范圍大、精度高性能穩定、使用壽命長、便于維護等優點。另外,大型計數器顯示,使得讀數清晰準確;手動浮子提升機構,可隨時檢查儀表工作情況;可與多種變送器連接,組成液位檢測系統。
可以廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、環保、食品等工業部門及附屬設施的各種變送器連接,將容器中的液位變化轉換成模擬信號、電脈沖信號或開關信號遠傳至控制室顯示或計算機房進行數據顯示和處理。

7、重錘探測液位計 
主要原理 

重錘探測液位計是依據力學平衡原理設計生產的。當鋼帶浸浮在液體中某一位置靜止時,浮子、鋼絲繩(或鋼帶)、重錘及指針所受的重力、鋼帶所受液體的浮力與系統摩擦力處于平衡狀態。
當液位變化時,浮力F將隨之改變,系統原有的平衡受到擾動將重新達到動態平衡。液位的變化導致浮子位置的發生改變,重錘帶動指針上下移動,在標尺上可以清晰直觀的顯示容器內液位變化的情況。
標尺板的頂端標示液面的零位,底端標示液面的滿量程。指針隨著物位的變化而變化,進而連續地指示出液位的高低。
適用范圍及特點
可廣泛運用于化工、電力、水處理等領域中大中型貯罐各種液體以及高粘度、腐蝕性液體液位的常壓條件下連續測量。

8、超聲波物位計
工作原理

本產品的工作原理:就是通過一個可以發射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發射能量波,能量波遇到障礙物反射,由一個接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理,最終轉化成與物位相關的電信號。
一次探頭向被測介質表面發射超聲波脈沖信號,超聲波在傳輸過程中遇到被測介質(障礙物)后反射,反射回來的超聲波信號通過電子模塊檢測,通過專用軟件加以處理,分析發射超聲波和回波的時間差,結合超聲波的傳播速度,可以精確計算出超聲波傳播的路程,進而可以反映出物位的情況。
適用范圍及特點
本產品電子模塊部分的微處理單元強大的分析能力,可以優化正確的回波,并將錯誤或虛假的回波加以排除,從而可以得出精確的數值。
同時,本產品性能穩定,價格低廉,精度高,具有模擬量,開關量及數字信號同時輸出功能,防水外殼,適用于一般場合的液物位檢測。其主要芯片采用飛利普工業級單片機,數字溫度補償和相關專用集成電路,抗干擾性強,可任意(自定義設定)設置上下限及在線輸出調節,并帶有現場顯示,模擬量,開關量輸出,可方便與主機連接。
另外,本產品選用專業超聲波小角度探頭,發射功率大,靈敏度高,壽命長,測量距離遠;任意點上下限設定,倒值設定。可用于以對蒸汽、灰塵、濕氣的干擾自動補償,除可應用于液體/固體、還可用于不間斷料/液位控制,罐、貯槽、不間斷料/液位測量貯藏室、糧倉等。廣泛應用于石油、化工、自來水、污水處理、水利水文、鋼鐵、煤礦、電力、交通以及食品加工等行業。

9、智能雷達物位計
主要原理:

智能雷達物位計是一種微波物位計,它是微波(雷達)定位技術的一種運用。它是通過一個可以發射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發射能量波,能量波遇到障礙物反射,由一個接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理,最終轉化成與物位相關的電信號。
在微波物位測量設備中,使用的能量波通常是頻率為8.3GHz(大多在6GHz左右,也有更高頻率的)的高頻電磁波。該設備使用的能量波是脈沖能量波。一般脈沖能量波的最大脈沖能量為1mW左右(平均功率為1μW左右),不會對其他設備以及人員造成輻射傷害。!
適用范圍及特點:
智能雷達物位液位計用于對液體、漿料及顆粒料的物位進行非接觸連續測量,適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場合。它采用微波脈沖(PTOF)的測量方法,并可在工業頻率波段范圍內正常工作。波束能量低,可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內,對人體及環境均無傷害。
具有以下特點
1、無盲區,高精度
2、兩線制技術,是差壓儀表、磁致伸縮、射頻導納、磁翻板儀表的優良替代產品。
3、不受壓力變化、真空、溫度變化、惰性氣體、煙塵、蒸汽等環境影響
4、安裝簡便,牢固耐用,免維護
5、輸出信號為4mA~20mA/HART協議,標定簡便、通過數字液晶顯示輕松實現現場標定操作,通過軟件實現簡單的組態設定和編程
6、測量靈敏,刷新速度快。
7、適用于高溫工況,高達200℃過程溫度,當采用高溫延長天線時可達350℃

10、導波雷達物位計
工作原理:

導波雷達物位計是一種微波物位計,它是微波(雷達)定位技術的一種運用。它是通過一個可以發射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發射能量波,能量波在波導管中傳輸,能量波遇到障礙物反射,反射的能量波由波導管傳輸至接收裝置,再由接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動過程的時間差來確定物位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理,最終轉化成與物位相關的電信號。
能量輻射水平低,該設備使用能量波的是脈沖能量波(頻率一般比智能雷達物位計低)。一般脈沖能量波的最大脈沖能量為1mW左右(平均功率為1μW左右),不會對其他設備以及人員造成輻射傷害。
適用范圍及特點:
導波微波物位儀表用于對液體、漿料及顆粒料等介電常數比較小的介質的進行接觸連續測量,適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或蒸汽存在的場合。
具有以下特點
1、通用性強:可測量液位及料位,可滿足不同溫度、壓力、介質的測量要求,最高測量溫度可達800℃,最大壓力可達5MPa,并可應用于腐蝕、沖擊等惡劣場合。
2、防掛料:獨特的電路設計和傳感器結構,使其測量可以不受傳感器掛料影響,無需定期清潔,避免誤測量。
3、免維護:測量過程無可動部件,不存在機械部件損壞問題,無須維護。
4、抗干擾:接觸式測量,抗干擾能力強,可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
5、準確可靠:測量量多樣化,使測量更加準確,測量不受環境變化影響,穩定性高,使用壽命長。

11、電容式物位計
工作原理

電容式物位計的測量原理,振蕩電路的振蕩頻率和電容值有關,物位的改變引起系統電容的變化,進而改變振蕩電路的振蕩頻率。傳感器中的振蕩電路可以把物位變化引起的電容量改變轉換為頻率的變化,并送給電子模塊,通過的計算分析處理后轉換為工程量顯示出來,從而實現了物位的連續測量。
該儀表使用先進技術和生產工藝制作而成,它由傳感器、二次儀表以及其他附件構成。傳感器放在料倉頂,探極垂直伸進料倉內,二次儀表放在其他合適的地方。傳感器把物位的變化轉變成與之對應的電脈沖信號,遠傳給二次儀表處理顯示物位高度,并有高/低限報警和4~20mA 變送輸出,適用于液體/固體物料作物位高度顯示、報警、控制和遠傳顯示或組成系統。
適用范圍與特點
本液位計具有:結構簡單、安裝方便、性能可靠的優點;同時電極為不銹鋼材料制造、耐腐蝕性強、絕緣和導電性物料均能使用,且維修量小。
本液位計可廣泛的應用于石油、化工、電力、冶金、食品、環保等工業部門對開口或有壓容器中的物位進行監測。只是,本液位計不適于介電常數或物料濕度變化過大的場合及物料顆粒大于15mm而不能與電極良好接觸的固體介質。

12、射頻導納物位控制器
工作原理

射頻導納物位控制器是使用射頻導納物位控制技術設計制作的一種新型物位測量儀表。射頻導納測量技術,簡單的說就是使用高頻電流測量系統導納的方法。點位射頻導納技術與電容技術不同,它采用了三端技術,使得測量參量多樣化。射頻導納技術由于引入了除電容以外的測量參量,尤其是電阻參量,使得儀表測量信號信噪比提高,從而大幅度提高了儀表的分辨力、準確性和可靠性;測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應用領域。使得產品防掛料(傳感器粘附之物料稱為掛料)性能更好、工作更可靠、測量更準確、適用性更廣的物位控制技術。
該產品主要由傳感器模塊、電子模塊和其它一些連接器件構成。傳感器單元主要包括三部分:測量探極、屏蔽極及接地端。被測物料的高度反映為測量探極與容器壁間導納的變化情況,當物料到達開關工作點時,電子單元作出反應,驅動繼電器動作,輸出開關信號。屏蔽極可防止由于電極上有掛料而產生誤動作信號,僅當物料真正達到設置點時,才輸出開關控制信號。
適用范圍及特點:
微波物位控制器采用先進的射頻導納技術,克服了電容式物位開關不能消除導電掛料影響的缺陷。具有如下特點:
1、通用性強:適用于各種場合,可檢測顆粒、飛灰、導電、非導電液體、粘稠物料;
2、抗粘附電路:先進的抗粘附電路設計,可以消除物料的粘附而產生虛假錯誤信號;
3、失電保護模式:低位或高位故障報警。現場可調。
該物位儀表運行可靠,各項技術指標均達到國際同類產品水平,廣泛適用于液體、漿體、粉塵、料位以及兩種液體界位的報警與控制。此外,產品增加了現場工作狀態指示,是一種性價比極高、穩定可靠的物位開關。

13、音叉物位控制器
工作原理:

音叉式物位控制器是一種新型的物位開關。它是利用音叉振動的原理設計制作的。它是在音叉物位開關的感應棒底座,透過壓電晶片驅動音叉棒,并且由另外一壓電晶片接受振動訊號,使振動訊號得以循環,并且使感應棒產生共振。當物料與感應棒接觸時,振動訊號逐漸變小,直到停止共振時,控制電路會輸出電氣接點信號。由于感應棒感度由前端向后座依次減弱的自然原理,所以當桶槽內物料與桶周圍向上堆積,觸及感應棒底座〈后部〉或排料時,均不會產生錯誤訊號。
簡單的說,音叉在壓電晶體激勵下產生機械振動,這種振動具有一定的頻率和振幅。當音叉被液體或固體浸沒時,音叉的振動頻率和振幅將發生變化。這個頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個開關量。
適用范圍及特點
音叉物位開關是一種新型的物位開關。幾乎適用于所有液體介質,同時也適用于測量能自由流動的中等密度的固體粉末或顆粒。由于音叉物位開關基本沒有活動部件,機械磨損比較下,因此無需維護和調整,使用簡單方便。
另外,該物位開關采用國外的新技術和原裝進口芯片,具有使用壽命長、性能穩定、安全可靠等優點,以及適應性強(被測介質不同的電參數、密度對測量均不產生影響)、不需調校(無論測量何種介質都不需要現場調校)和免于維護等特點,廣泛應用于冶金、建材、化工、輕工、糧食等行業中物位的過程控制。

14、磁致伸縮物位計
工作原理:

磁致伸縮液位傳感器的工作原理:由電子倉內電子電路產生一起始脈沖,此起始脈沖在波導絲中傳輸時,同時產生了一沿波導絲方向前進的旋轉磁場,當這個磁場與磁環或浮球中的永久磁場相遇時,產生磁致伸縮效應,使波導絲發生扭動,這一扭動被安裝在電子倉內的拾能機構所感知并轉換成相應的電流脈沖,通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差,即可精確測出被測的位移和液位。
適用范圍及特點:
該產品使用進口芯片和先進工藝生產,設計合理、安裝方便、結構精巧、環境適應性強、不需定期重標和維護。具有精度高、穩定性好、可靠性高、輸出信號多樣、使用壽命長、安全可靠等優點。
廣泛應用于工業過程控制、石油加工、制藥、食品加工、水處理、加油站地下庫存等領域中的液位、溫度、密度、界面情況等物理參數的監測、警報與控制。

15、壓力液位變送器
測量原理:

壓力傳感器深入或接觸被測量液體時,將受到的介質壓力P與被測量液體的液位的高度h成正比例,且線性度很高:
即:P=ρgh  其中:
ρ:被測量介質的密度(kg/m3)
g:當地的重力加速度(m/s2)
h:被測量液體的高度(m)
對于一定的被測量介質和同一個地點,ρ和g均為常數。很容易得到:
h=P/(ρg)
上面的表達式就是物位變送器工作原理中的核心公式。
通過安裝在容器底部的變送器探頭(上面裝有傳感器)檢測到和液位高度成正比的壓力并轉換成電信號,傳輸到儲液容器上的轉換單元,通過轉化把這種和液位高度相關的電信號變成4~20mA的標準信號并輸出。
應用范圍:
本產品具有可靠的性能和優良的測量水平。一般適用于水基介質、原油或其他液位物位的測量。
當使用浸入法測量并控制液位時,使用標準輸出信號的液位變送器是很方便的:可以與數控儀表直接聯用,而且具有互換性。
一體化的液位變送器是將液位傳感器和信號變送器單元組裝在同一水密封殼體內,它的優點是使用方便,抗干擾好;缺點是零位無法調節,零位時漂會疊加到總精度中。
分體式的液位變送器是將液位傳感器投入或者插入液體中,變送電路單元裝載另一儀表殼體——儀表盒或工業變送器防爆殼體中,兩者之間使用專門帶有通氣導管的電纜相連接。其優點是:零位和靈敏度均可調節,且安裝方法靈活方便,特別適用于耐腐蝕型、插入安裝型、耐介質磨損型、介質中多雜質容易阻塞型以及精度要求高于0.15%的液位控制。

16、小型浮球液位計(液位開關)
概述

小型浮球液位計(液位開關),是我公司技術人員根據市場需求、結合公司實際情況,為客戶量身定做的一種液位開關。它同樣使用了磁場與傳感器元件(磁簧開關)作用,產生反映液位情況的開關信號。能準確輸出常開、常閉開關信號。
小型浮球液位計(液位開關)是我公司在改進原有的浮球液位計(液位開關)的基礎上,研發出來的新型產品。與公司原有產品相比,它具有體積小、安裝方便、反應靈敏、性價比高等特點。
分類及主要參數
根據浮球或導向桿等主體材質的不同,小型浮球液位計(液位開關)可粗略劃分為兩個系列:金屬浮球系列、塑膠浮球系列。
金屬浮球系列:有桿式和纜式之分。

給水工程中常用的液位計及選型要點如下:
a.浮球式液位計 
  在液體中放入一個空心的浮球,當液位變化時,浮球將產生與液位變化相同的位移。可用機械或電的方法來測得浮球的位移,其精確度為±(1~2)%,這種液位計不適用于高粘度的液體,其輸出端有開關控制和連續輸出。
  在凈水廠的設計中,多將此種液位計用于集液池的液位測量以控制排水泵的自動開停。
b.靜壓(或差壓)式液位計
  由于液柱的靜壓與液位成正比,因此利用壓力表測量基準面上液柱的靜壓就可測得液位。根據被測介質的密度及液體測量范圍計算出壓力或壓差范圍,再選用量程、精確度等性能合適的壓力表或差壓表。這種液位計的精確度為±(0.5~2)%。
c. 電容式液位計
  在容器內插入電極,當液位變化時,電極內部介質改變,電極間(或電極與容器壁之間)的電容也隨之變化,該電容量的變化再轉換成標準化的直流電信號。其精確度為±(0.5~1.5)%。
  電容式液位計具有以下優點:傳感器無機械可動部分,結構簡單、可靠;精確度高;檢測端消耗電能小,動態響應快;維護方便,壽命長。缺點是被測液體的介電常數不穩定會引起誤差。電容式液位計一般用于調節池、清水池等的液位測量。
  當測量范圍不超過2m時,采用棒狀、板狀、同軸電極;當超過2m時,采用纜式電極。當被測介質為水時,采用帶絕緣層(可用聚乙烯)的電極。
d.超聲液位計
  超聲液位計的傳感器由一對發射、接收換能器組成。發射換能器面對液面發射超聲波脈沖,超聲波脈沖從液面上反射回來,被接收換能器接收。根據發射至接收的時間可確定傳感器與液面之間的距離,即可換算成液位。其精確度為±0.5%。
  這種液位計無機械可動部分,可靠性高,安裝簡單、方便,屬于非接觸測量,且不受液體.

標簽: 液位計  

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