液位培训讲义

1、检修中心仪表工专业培训2009-4-22液位检测与变送原理液位检测与变送原理液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。工等诸多领域，具有非常重要的意义。下面对磁致伸缩法、核辐射法、光纤传感器法和雷下面对磁致伸缩法、核辐射法、光纤传感器法和雷达法等达法等20

2、余种液位测量方法进行了分类归纳，并对余种液位测量方法进行了分类归纳，并对各自的原理、特点等进行了较系统的比较分析。各自的原理、特点等进行了较系统的比较分析。 1玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图玻璃管法：该方法利用连通器原理工作，如图11所示所示。图中。图中1被测容器；被测容器；2玻璃管；玻璃管；3指示标度尺；指示标度尺；4、5阀；阀；6、7连通管。液位直接从指示标度尺读出。连通管。液位直接从指示标度尺读出。 玻璃板法：玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁上开玻璃板法：玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁

3、上开孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接从玻璃板刻度尺读出。从玻璃板刻度尺读出。双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而双色水位计法：该方法利用光学原理，使水显示绿色，而使水蒸汽显示红色，从而指示出水位。使水蒸汽显示红色，从而指示出水位。人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员人工检尺法：该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度

4、；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高。和水高。以上以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点，适于现场使用，但易破损靠性高、直观、成本低的优点，适于现场使用，但易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。 2吹气法、差压法、吹气法、差压法、HTG法法吹气法：该方法的工作原理如图吹气法：该方法的工作原理如图21所示。图中，所示。图中，1过滤器；过滤器；2减压阀；减压阀；3节流元件；节流元件；4

5、转子流量计；转子流量计；5变送器。因吹气管内变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故压力近似等于液柱的静压力，故PgH 吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位。吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位。 压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出一定的压力，经节流压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出一定的压力，经节流元件后分两路：元件后分两路：(1)一路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹出；一路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹出；(2)另一路进入压力计进行指示。另一路进入压力计进行指示。 当液位最低时，气泡吹出没有阻力，背压力零，压力计指零；当液当液位最低时，气泡吹出没有阻

6、力，背压力零，压力计指零；当液位增高时，气泡吹出要克服液柱的静压力，背压增加，压力指示增大位增高时，气泡吹出要克服液柱的静压力，背压增加，压力指示增大。因此，背压即压力计指示的压力大小，就反映了液面的高低。吹泡。因此，背压即压力计指示的压力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位计结构简单、价廉，适用于测量具有腐蚀性、粘度大和含有悬式液位计结构简单、价廉，适用于测量具有腐蚀性、粘度大和含有悬浮颗粒的敞口容器的液位，但精度较低。浮颗粒的敞口容器的液位，但精度较低。 式中，式中，液体密度；液体密度；H液位。故由静压力液位。故由静压力P即可即可测量液位测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物。吹气

7、法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。 差压法：该方法的工作原理如图差压法：该方法的工作原理如图2-2所示。图中，所示。图中，1、2-阀阀门；门；3-差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门差压变送器。对于开口容器或常压容器，阀门1及及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为PP2P1gH 差压式液位计有气相和液相两个取压口。气相取压点处压差压式液位计有气相和液相两个取压口。气相取压点处压力为设备内气相压力；液相取压点处压力除受气相压力作力为设备内气相压力；液相取压点处压力除

8、受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力。是液柱所产生的静压力。 这类仪表包括气动、电动差压变送器及法兰式液位变送器这类仪表包括气动、电动差压变送器及法兰式液位变送器，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多。 式中：式中：P变送器正、负压室压力差；变送器正、负压室压力差；P2、P1引压管引压管压力；压力；H液位。差压变送器将压力差变换为液位。差压变送器将压力差变换为420 mA的的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出直流信号。如果压力

9、处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于信号大于或小于4 mA，则都需要采用调整迁移弹簧等零，则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术，使之等于点迁移技术，使之等于4 mA。 HTG法：该方法应用于油罐差压液位测量中，如图法：该方法应用于油罐差压液位测量中，如图23所示。图中所示。图中：P1、P2、P3高精度压力传感器；高精度压力传感器；RTD温度检测元件；温度检测元件；HIU接口单元。接口单元。P1位于罐底附近的罐壳处，位于罐底附近的罐壳处，P2比比P1高高8英尺，英尺，P3位于罐顶位于罐顶附近的罐壳处。对于常压油罐，压力传感器附近的罐壳处。对于常压油罐，压力传感器P3可以省去。设压力传感可

10、以省去。设压力传感器器P1、P2、P3测得的压力分别为测得的压力分别为p1、p2、p3，则，则式中：式中：G油品重量；油品重量；Sav油罐平均截面积；油罐平均截面积；av介于压介于压力传感器力传感器P1、P2之间油品平均密度；之间油品平均密度；g是重力加速度；是重力加速度；H是压力传感器是压力传感器P1、P2之间的距离；之间的距离；h是油品高度；是油品高度；h0是压是压力传感器力传感器P1的高度。的高度。RTD用于测量油品温度，以对测量用于测量油品温度，以对测量数值进行温度补偿。数值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低，但液位测测量系统价格较低，但液位测量精度较低，安装须在罐壁开孔。量精度较低

11、，安装须在罐壁开孔。 以上以上3种方法都是利用液体的压力差来测量液位的种方法都是利用液体的压力差来测量液位的浮子法、浮筒法、浮球法、伺服法、沉筒法浮子法、浮筒法、浮球法、伺服法、沉筒法 浮子法：该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码浮子法：该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。 浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮在液体中随液面变化而升降，它的浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮在液体中随液面变化而升降，它的特点是结构简单、价格较低，适于各种贮罐的测量；特点是结构简单、价格较

12、低，适于各种贮罐的测量； 浮筒法：该方法采用中间带孔的磁浮筒作为液位敏感元件浮筒法：该方法采用中间带孔的磁浮筒作为液位敏感元件，如图，如图31所示。不锈钢套管从浮筒中间孔穿过，固定在所示。不锈钢套管从浮筒中间孔穿过，固定在罐顶和罐底之间。液位变化带动空心磁浮筒（内藏永久磁罐顶和罐底之间。液位变化带动空心磁浮筒（内藏永久磁铁）沿套管上下移动，并吸引套管内的磁铁沿套管内壁上铁）沿套管上下移动，并吸引套管内的磁铁沿套管内壁上下移动，二次仪表根据磁铁的移动量计算出液位。下移动，二次仪表根据磁铁的移动量计算出液位。 浮球法：该方法利用杠杆原理工作，如图浮球法：该方法利用杠杆原理工作，如图32所示。图中所

13、示。图中：1浮球；浮球；2连杆；连杆；3转轴；转轴；4平衡重；平衡重；5杠杆。杠杆。浮球跟随液位变化而绕转轴旋转，带动转轴上的指针转动浮球跟随液位变化而绕转轴旋转，带动转轴上的指针转动，并与杠杆另一端的平衡重平衡，同时在刻度盘上指示出，并与杠杆另一端的平衡重平衡，同时在刻度盘上指示出液位数值。浮球法有内浮球式和外浮球式两种，如图液位数值。浮球法有内浮球式和外浮球式两种，如图32所示。浮球法主要用于测量温度高、粘度大的液位，但量所示。浮球法主要用于测量温度高、粘度大的液位，但量程较小。程较小。 沉筒法：沉筒的位置随着液位的变化而变化，但其变化量沉筒法：沉筒的位置随着液位的变化而变化，但其变化量并

14、不与液位变化量相等。并不与液位变化量相等。 在图在图33a中，液位与浮筒位置的关系如下：中，液位与浮筒位置的关系如下：上式中：上式中：H液位变化量；液位变化量；C弹簧的弹性系数；弹簧的弹性系数；A沉筒沉筒截面积；截面积；液体密度；液体密度；X沉筒位置变化量。通常情况下，沉筒位置变化量。通常情况下，浮筒位置变化量浮筒位置变化量X远小于液位变化量远小于液位变化量H。图。图33b是扭力是扭力管式沉筒法原理，图中：管式沉筒法原理，图中：1沉筒；沉筒；2杠杆；杠杆；3扭力管；扭力管；4芯轴；芯轴；5外壳。沉筒位置随液位变化而变化，在杠杆外壳。沉筒位置随液位变化而变化，在杠杆的作用下，扭力管芯轴的扭角发生

15、变化，沉筒式液位计，的作用下，扭力管芯轴的扭角发生变化，沉筒式液位计，当液面不同时，沉筒浸泡于液体内的体积不同，因而所受当液面不同时，沉筒浸泡于液体内的体积不同，因而所受浮力不同而产生位移，通过机械传动转换为角位移来测量浮力不同而产生位移，通过机械传动转换为角位移来测量液位，二次仪表根据扭角的变化量计算出液位。此类仪表液位，二次仪表根据扭角的变化量计算出液位。此类仪表能实现远传和自动调节。能实现远传和自动调节。 以上以上4种方法都是利用浮力原理来工作的。种方法都是利用浮力原理来工作的。 电容法、电阻法、电感法电容法、电阻法、电感法 电容法：用于测量非导电液体的电容法原理如图电容法：用于测量非导

16、电液体的电容法原理如图41所示所示。图。图41中，电容由两块同心的圆柱面极板组成，其电容中，电容由两块同心的圆柱面极板组成，其电容量量CH为为 上式中：上式中：1被测液体的相对介电常数；被测液体的相对介电常数；2气相介质的气相介质的相对介电常数；相对介电常数；H电容传感器浸入液体的深度（电容传感器浸入液体的深度（m）；）；l电容传感器垂直高度（电容传感器垂直高度（m）；）；R内极板圆柱底面半径内极板圆柱底面半径（m）；）；r外极板圆柱底面半径（外极板圆柱底面半径（m）。由于）。由于R、r、l等等都是固定值，只要利用都是固定值，只要利用1、2、CH就能计算出液位就能计算出液位H。图。图42是用于

17、测量导电液体的电容法原理，其公式推导略。是用于测量导电液体的电容法原理，其公式推导略。电容式液位仪价格较低，安装容易，且可以应用于高温、电容式液位仪价格较低，安装容易，且可以应用于高温、高压的场合。但电容液位仪测量重复精度较低，需定期维高压的场合。但电容液位仪测量重复精度较低，需定期维修和重新标定，工作寿命也不是很长。修和重新标定，工作寿命也不是很长。 电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质

18、即为液个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数体及其上面的气体。由于液体的介电常数1和液面上的介和液面上的介电常数电常数2不同，比如：不同，比如：12，则当液位升高时，两电极，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，下降，值减小，电容量也减小。值减小，电容量也减小。 所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，

19、而且，只有，而且，只有1和和2的恒定才能保证液位测量准确，因被的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。性和高压的介质的液位测量。 电阻法：该方法特别适用于导电液体的测量，敏感器件具电阻法：该方法特别适用于导电液体的测量，敏感器件具有电阻特性，其电阻值随液位的变化而变化，故将电阻变有电阻特性，其电阻值随液位的变化而变化，故将电阻变化值传送给二次电路即得到液位。探针式利用跟踪测量法化

20、值传送给二次电路即得到液位。探针式利用跟踪测量法来测量液位，以液位上升的情形为例来说明液位测量原理来测量液位，以液位上升的情形为例来说明液位测量原理，当液位上升时，提起探针完全脱离液体，然后缓慢降低，当液位上升时，提起探针完全脱离液体，然后缓慢降低探针寻找液面，则探针与液体刚接触时的位置即与液位相探针寻找液面，则探针与液体刚接触时的位置即与液位相对应。探针式的特点是测量精度很高、控制电路复杂。对应。探针式的特点是测量精度很高、控制电路复杂。 电感法：该方法适用于导电液体的液位测量，特别是液态电感法：该方法适用于导电液体的液位测量，特别是液态金属。电感法的原理是，液位变化使得电感元件的自感、金属

21、。电感法的原理是，液位变化使得电感元件的自感、互感或导磁率发生变化，故将该变化量送往二次电路即可互感或导磁率发生变化，故将该变化量送往二次电路即可得到相应的液位数值。电感法应用最为广泛的是高频液位得到相应的液位数值。电感法应用最为广泛的是高频液位计。该液位计的测量原理是，频率调制信号通过射频电缆计。该液位计的测量原理是，频率调制信号通过射频电缆耦合到传输线传感器谐振回路，谐振回路的输出电压经过耦合到传输线传感器谐振回路，谐振回路的输出电压经过检波电路和射频电缆传送给低通滤波器，然后根据低通滤检波电路和射频电缆传送给低通滤波器，然后根据低通滤波器的输出电压控制调谐电路，产生新的振荡频率，直到波器

22、的输出电压控制调谐电路，产生新的振荡频率，直到传感器谐振电路处于完全谐振状态为止，则此时的振荡频传感器谐振电路处于完全谐振状态为止，则此时的振荡频率即与传感器的电感量相对应，从而与液位相对应。率即与传感器的电感量相对应，从而与液位相对应。以上以上3种方法都是利用液位传感器的电参数产种方法都是利用液位传感器的电参数产生变化的方法来测量液位的。生变化的方法来测量液位的。 磁致伸缩法、超声波法、调制型光学法、微波法磁致伸缩法、超声波法、调制型光学法、微波法磁致伸缩法：该方法用于测量油罐液位的原理如图磁致伸缩法：该方法用于测量油罐液位的原理如图51所所示。图示。图51中有两个浮子，分别用来检测油气界面

23、和油水中有两个浮子，分别用来检测油气界面和油水界面。各浮子内都藏有一组永久磁铁，用来产生固定磁场界面。各浮子内都藏有一组永久磁铁，用来产生固定磁场。测量时，液位计头部发出低电流。测量时，液位计头部发出低电流“询问询问”脉冲，该电流脉冲，该电流产生的磁场沿波导管向下传导。当电流磁场与浮子磁场相产生的磁场沿波导管向下传导。当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生遇时，产生“返回返回”脉冲（也称脉冲（也称“波导扭曲波导扭曲”脉冲）。询脉冲）。询问脉冲与返回脉冲之间的时间差即对应油水界面和油气界问脉冲与返回脉冲之间的时间差即对应油水界面和油气界面的高度。磁致伸缩液位计安装容易，测量精度很高，但面的高度。磁致伸

24、缩液位计安装容易，测量精度很高，但液体密度变化和温度变化会带来测量误差，浮子沿着波导液体密度变化和温度变化会带来测量误差，浮子沿着波导管外的护导管上下移动，容易被卡死。管外的护导管上下移动，容易被卡死。 超声波法：换能器将电功率脉冲转换为超声波，射向液面超声波法：换能器将电功率脉冲转换为超声波，射向液面，经液面反射后再由换能器将该超声波转换为电信号。超，经液面反射后再由换能器将该超声波转换为电信号。超声波是机械波，传播衰减小，界面反射信号强，且发射和声波是机械波，传播衰减小，界面反射信号强，且发射和接收电路简单，因而应用较为广泛；但超声波的传播速度接收电路简单，因而应用较为广泛；但超声波的传播

25、速度受介质的密度、浓度、温度、压力等因素影响，其测量精受介质的密度、浓度、温度、压力等因素影响，其测量精度较低。度较低。 超声波物位计是利用超声波在气体、液体或固体中的衰减超声波物位计是利用超声波在气体、液体或固体中的衰减、穿透能力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面。、穿透能力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面。此类仪表精度高、反应快，但成本高、维护维修困难，都此类仪表精度高、反应快，但成本高、维护维修困难，都用于要求测量精度较高的场合。用于要求测量精度较高的场合。 微波法：微波通过天线（大多为口径天线，也有平面天线）辐射出去微波法：微波通过天线（大多为口径天线，也有平面天线）辐射出去

26、，经液面反射后被天线接收，然后由二次电路计算发射信号与接收信，经液面反射后被天线接收，然后由二次电路计算发射信号与接收信号的时间差得液位。连续波雷达液位仪原理如图号的时间差得液位。连续波雷达液位仪原理如图52所示，该液位仪所示，该液位仪采用三角波频率调制形式，并通过对发射信号与接收信号混频后得到采用三角波频率调制形式，并通过对发射信号与接收信号混频后得到的差额信号的分析，得到微波传输时间，从而计算出液位。微波速度的差额信号的分析，得到微波传输时间，从而计算出液位。微波速度受传播介质、温度、压力、液体介电常数的影响很小，但液体界面的受传播介质、温度、压力、液体介电常数的影响很小，但液体界面的波动

27、、液体表面的泡沫、液体介质的介电常数对微波反射信号强弱有波动、液体表面的泡沫、液体介质的介电常数对微波反射信号强弱有很大影响。当压力超过规定数值时，压力对液位测量精度将产生显著很大影响。当压力超过规定数值时，压力对液位测量精度将产生显著影响。对于介电常数小于规定数值的液体，大部分雷达液位仪都需要影响。对于介电常数小于规定数值的液体，大部分雷达液位仪都需要采用波导管，但波导管的锈蚀、弯曲和倾斜都会影响测量精度。例如采用波导管，但波导管的锈蚀、弯曲和倾斜都会影响测量精度。例如：当空高：当空高h为为20 m，导波管与垂直方向倾斜角度，导波管与垂直方向倾斜角度只要超过只要超过0573，则引起的液位误差

28、则引起的液位误差h将超过将超过1 mm，由此证明，在倾斜角度，由此证明，在倾斜角度（单位为（单位为度）较小时，度）较小时，h满足：满足： 雷达液位仪特别适合于高污染度或高粘度的产品，如沥雷达液位仪特别适合于高污染度或高粘度的产品，如沥青等。雷达液位仪测量的重复精度较高，无须定期维修青等。雷达液位仪测量的重复精度较高，无须定期维修和重新标定，测量精度也较高，但价格较高，测量油水和重新标定，测量精度也较高，但价格较高，测量油水界面困难。界面困难。 调制型光学法与微波法类似，只是采用相位或频率调制的调制型光学法与微波法类似，只是采用相位或频率调制的光信号代替微波信号。但光信号受水蒸汽、油蒸汽影响较光

29、信号代替微波信号。但光信号受水蒸汽、油蒸汽影响较大，并对液面波动很敏感，且必须采用易受污染的光学镜大，并对液面波动很敏感，且必须采用易受污染的光学镜头。头。 以上以上3种方法都是通过检测信号传播的时间来确定种方法都是通过检测信号传播的时间来确定液位的。设发射信号与接收信号的时间差为液位的。设发射信号与接收信号的时间差为t，则，则空高空高hvt2，v为波的传播速度。为波的传播速度。 磁翻板法、振动法、核辐射法、光纤传磁翻板法、振动法、核辐射法、光纤传感器法感器法磁翻板法原理如图磁翻板法原理如图61a所示：所示：1翻板指示组件；翻板指示组件；2浮子；浮子；3连通连通管组件；管组件；4调整螺钉；调整

30、螺钉；5放泄塞。浮子装有一组永久磁铁，随液位放泄塞。浮子装有一组永久磁铁，随液位变化而上下移动，通过磁耦合作用带动磁翻板组件翻转。当液位上升变化而上下移动，通过磁耦合作用带动磁翻板组件翻转。当液位上升时，磁翻板的红色面朝外；液位下降时，白色面朝外。故根据磁翻板时，磁翻板的红色面朝外；液位下降时，白色面朝外。故根据磁翻板的颜色即可确定液位。浮子内磁铁与磁翻板磁性结构如图的颜色即可确定液位。浮子内磁铁与磁翻板磁性结构如图61b所示所示，每片翻板间的距离为，每片翻板间的距离为10 mm。采用几台磁翻板装置串联可增大量程。采用几台磁翻板装置串联可增大量程。 振动法的原理如图振动法的原理如图62所示。振

31、动液位仪由导轨、测试架、激锤、振所示。振动液位仪由导轨、测试架、激锤、振动传感器、伺服机构等组成。伺服机构控制振锤上下爬动并激振，激动传感器、伺服机构等组成。伺服机构控制振锤上下爬动并激振，激振后的自由振动被振动传感器检测，该检测信号经振后的自由振动被振动传感器检测，该检测信号经FET变换后得到最变换后得到最大功率处的频率，最后由空罐时固有频率液位关系得到液位。这种大功率处的频率，最后由空罐时固有频率液位关系得到液位。这种液位测量方法需要激锤、伺服机构等机械运动部件，其工作寿命不是液位测量方法需要激锤、伺服机构等机械运动部件，其工作寿命不是很长，须定期维修和重新标定，安装也较复杂。很长，须定期

32、维修和重新标定，安装也较复杂。 辐射法：放射性同位素在衰变过程中会辐射射线，常见的辐射法：放射性同位素在衰变过程中会辐射射线，常见的射线有射线有、射线。其中，射线。其中，射线的穿透力强，射程远，射线的穿透力强，射程远，故在核辐射液位测量中广泛采用。实验证明，穿过物质前故在核辐射液位测量中广泛采用。实验证明，穿过物质前后后射线强度会发生变化，并满足以下关系：射线强度会发生变化，并满足以下关系： 上式中：上式中：J0穿过物质前的强度；穿过物质前的强度；J穿透物质后的强度穿透物质后的强度；物质对物质对射线的衰减特性；射线的衰减特性；d物质的厚度。物质的厚度。 核辐射式液位仪由放射源、探测器及处理电路

33、组成。放射核辐射式液位仪由放射源、探测器及处理电路组成。放射源大都采用钴源大都采用钴60或铯或铯137。探测器有电离室、记数管。探测器有电离室、记数管、闪烁计数器等几种，其作用是探测射线穿透物质后的强、闪烁计数器等几种，其作用是探测射线穿透物质后的强度。核辐射液位仪采用非接触式安装，如图度。核辐射液位仪采用非接触式安装，如图63所示。图所示。图63a采用点式放射源、探测器，测量范围较小；图采用点式放射源、探测器，测量范围较小；图63b采用点式放射源、线状探测器，测量范围较大；图采用点式放射源、线状探测器，测量范围较大；图63c采用线状放射源、探测器，测量范围最大。除采用线状放射源、探测器，测量

34、范围最大。除射线外，射线外，中子射线也可用来测量液位。中子射线的穿透能力极强，中子射线也可用来测量液位。中子射线的穿透能力极强，比比射线强射线强10倍以上，可穿透壁厚达倍以上，可穿透壁厚达9英寸的钢质容器英寸的钢质容器10。射线液位仪安装方便，测量精度能满足大罐测量的需。射线液位仪安装方便，测量精度能满足大罐测量的需要，有一定的应用场合。要，有一定的应用场合。 放射性物位计是利用物位的高低对放射性同位素的射线放射性物位计是利用物位的高低对放射性同位素的射线吸收程度不同来测量物位高低的，它的测量范围宽，可吸收程度不同来测量物位高低的，它的测量范围宽，可用于低温、高温、高压容器中的高粘度、高腐蚀、

35、易燃用于低温、高温、高压容器中的高粘度、高腐蚀、易燃易爆介质物位的测量。但此类仪表成本高，使用维护不易爆介质物位的测量。但此类仪表成本高，使用维护不方便，射线对人体危害性大。方便，射线对人体危害性大。 光纤传感法：当液位变化时，压力传感器的敏感弹性膜片光纤传感法：当液位变化时，压力传感器的敏感弹性膜片产生位移，带动反光膜移动，使探头感受的光强发生变化产生位移，带动反光膜移动，使探头感受的光强发生变化，从而计算出液位。另一种光纤液位传感器，根据探头在，从而计算出液位。另一种光纤液位传感器，根据探头在气相和液相介质中感受到光强的差异，判断探头的位置，气相和液相介质中感受到光强的差异，判断探头的位置

36、，并控制探头跟踪液位的变化，从而得到液位数值。并控制探头跟踪液位的变化，从而得到液位数值。 磁翻柱液位计磁翻柱液位计 主要原理主要原理 磁翻柱液位计也称为磁翻板液位计，它的结构主要基于浮磁翻柱液位计也称为磁翻板液位计，它的结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的。带有磁体的浮子（简称磁性浮力和磁力原理设计生产的。带有磁体的浮子（简称磁性浮子）在被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导子）在被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻板）的静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱板）的静磁力耦

37、合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱表面涂敷不同的颜色），进而反映容器内液位的情况。表面涂敷不同的颜色），进而反映容器内液位的情况。 配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（420mA）信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现）信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。现场观测和远程控制的完美结合。 适用范围及特点适用范围及特点 该液位计采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：设该液位计采用优质磁体和进口电子

38、元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。便于安装维护等优点。 该液位计输出信号多样，可实现远距离的液位指示、检测该液位计输出信号多样，可实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。、控制和记录。 该液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液该液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液

39、位测量、控制与监测。域中的液位测量、控制与监测。 主要技术参数：主要技术参数：正常工作条件：正常工作条件：环境温度：环境温度：-2080；相对湿度：相对湿度：5%100%（包括直接湿）；（包括直接湿）；环境压力：环境压力：86kPa108 kPa；测量范围：测量范围：012米（超过米（超过6m时，使用法兰连接时，使用法兰连接 ）；）；显示精度：显示精度：10mm；介质压力：介质压力：1.0、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0MPa；介质温度：介质温度：-120450（类型可选）；（类型可选）；介质密度：介质密度：.0.5g/cm3；介质粘度：介质粘度： 0.05PaS；接液材质：不锈钢

40、接液材质：不锈钢304、不锈钢、不锈钢316、 Ti等；等；连接法兰：按用户所需，有多种选择；连接法兰：按用户所需，有多种选择； 磁浮球液位计（液位开关）磁浮球液位计（液位开关） 主要原理主要原理 磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串联

41、入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使联入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。容器内液位的情况。 该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送模块，输出电流值（模块，输出电流值（420mA）信号；同时配合其他转换）信号；同时配合其他转换器，输出电压信号或者开关信号（也可以按照客户需求转器，输出电压信号或者

42、开关信号（也可以按照客户需求转换器由公司配送）。从而实现电学信号的远程传输、分析换器由公司配送）。从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。与控制。 适用范围及特点适用范围及特点 该产品采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：结构该产品采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。等优点。 该产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位该产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工测量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水

43、处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。中的液位测量、控制与监测。 主要技术参数主要技术参数正常工作条件：正常工作条件：环境温度：环境温度：-2080；相对湿度：相对湿度：5%100%（包括直接湿）；（包括直接湿）；环境压力：环境压力：86kPa108 kPa；工作压力（工作压力（MPa）：常压、）：常压、1、2等；等；插入深度（插入深度（mm） 2006000，超过，超过6000mm的可选择柔性连杆（也称的可选择柔性连杆（也称为投入式浮球液位计）；为投入式浮球液位计）；测量范围（测量范围（mm） 85840；测

44、量精度：测量精度：测量范围测量范围 (m)00.50.5226测量精度测量精度 (%)21.51盲区：盲区：66120mm（以水为介质）；以水为介质）；介质温度：介质温度：-20125；介质粘度：介质粘度：0.05 PaS；介质密度：介质密度：0.350.5 g/cm3、0.50.75 g/cm3、0.751.5 g/cm3；防爆标志：防爆标志：ExdCT6、 ExdCT5；外壳防护等级：外壳防护等级：IP65 玻璃板式液位计玻璃板式液位计 工作原理与结构工作原理与结构 该液位计是基于连通器原理设计的，由玻璃板及液位计主该液位计是基于连通器原理设计的，由玻璃板及液位计主体构成的液体通路是经接管

45、用法兰或锥管螺纹与被测容器体构成的液体通路是经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器，透过玻璃板观察到的液面与容器内的液连接构成连通器，透过玻璃板观察到的液面与容器内的液面相同即液位高度。面相同即液位高度。 液位计两端的针型阀不仅起截止阀的作用，其内部的钢球液位计两端的针型阀不仅起截止阀的作用，其内部的钢球具有逆止阀的功能，当液位计发生意外破损泄漏时，钢球具有逆止阀的功能，当液位计发生意外破损泄漏时，钢球可在介质压力作用下自动关闭液体通道，防止液体大量外可在介质压力作用下自动关闭液体通道，防止液体大量外流起到安全保护作用。液位计改变零件的材料或增加一些流起到安全保护作用。液位计改变零件的

46、材料或增加一些附属部件即可达到防腐、保温、防霜、照明等功能。附属部件即可达到防腐、保温、防霜、照明等功能。 适用范围及特点适用范围及特点 该产品选用优质石英玻璃板，具有优良的性能。另外，本该产品选用优质石英玻璃板，具有优良的性能。另外，本产品具有结构简单、经济实用、安装方便、工作可靠、使产品具有结构简单、经济实用、安装方便、工作可靠、使用寿命长等优点。用寿命长等优点。 作为基本的液位指示液位计，该产品广泛运用于在最简单作为基本的液位指示液位计，该产品广泛运用于在最简单液位测量场合和自动化程度不很高的大型工程项目中液位液位测量场合和自动化程度不很高的大型工程项目中液位的测量和监测。的测量和监测。

47、 主要技术参数：主要技术参数：正常工作条件：正常工作条件：环境温度：环境温度：-2080；相对湿度：相对湿度：5%100%（包括直接湿）；（包括直接湿）；环境压力：环境压力：86kPa108 kPa；公称长度：公称长度：500、800、1100、1400、1700mm（安装中心距）（安装中心距）工作压力：工作压力：2.5、4.0MPa介质温度：介质温度：0100（普通型）（普通型） -2080(防霜型防霜型) 0250(工作压力不超过工作压力不超过2.5MPa)单节玻璃板透光尺寸：单节玻璃板透光尺寸： 26216mm针型阀自动关闭压力：针型阀自动关闭压力： 0.3MPa夹套工作压力：夹套工作压

48、力： 0.6Mpa 玻璃管式液位计玻璃管式液位计 工作原理与结构工作原理与结构 液位计是基于连通器原理设计的，由玻璃管构成的液体通液位计是基于连通器原理设计的，由玻璃管构成的液体通路。通路经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连路。通路经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器，透过玻璃管观察到的液面与容器内的液面相同即液通器，透过玻璃管观察到的液面与容器内的液面相同即液位高度。位高度。 管式液位计主要由玻璃管、保护套、上下阀门及连接法兰管式液位计主要由玻璃管、保护套、上下阀门及连接法兰（或螺纹）等组成。液位计改变零件的材料或增加一些附（或螺纹）等组成。液位计改变零件的材料或增加一些附属

49、部件，即可达到防腐或保温的功能。属部件，即可达到防腐或保温的功能。 适用范围及特点适用范围及特点 该产品选用优质石英玻璃管，具有优良的性能（如耐高温该产品选用优质石英玻璃管，具有优良的性能（如耐高温、高压等）。另外，具有结构简单、经济实用、安装方便、高压等）。另外，具有结构简单、经济实用、安装方便、工作可靠、使用寿命长等优点。、工作可靠、使用寿命长等优点。 作为基本的液位指示液位计，本产品广泛运用于在最简单作为基本的液位指示液位计，本产品广泛运用于在最简单液位测量场合和自动化程度不很高的大型工程项目中液位液位测量场合和自动化程度不很高的大型工程项目中液位的测量和监测。的测量和监测。 主要技术参

50、数：主要技术参数：正常工作条件：正常工作条件：环境温度：环境温度：-2080；相对湿度：相对湿度：5%100%（包括直接湿）；（包括直接湿）；环境压力：环境压力：86kPa108 kPa；公称长度：公称长度： 500，600，800，1000，1100，1200，1400mm工作压力：工作压力： 1.6MPa介质温度：介质温度：0100（普通型）（普通型） -2080(防霜型防霜型) 0250(工作压力不超过工作压力不超过2.5MPa)针型阀自动关闭压力：针型阀自动关闭压力： 0.2MPa伴热管工作压力：伴热管工作压力：0.6Mpa 钢带液位计钢带液位计工作原理：工作原理：钢带液位计是一种传统

51、的液位计。它是利用力学平衡原理设计制作的钢带液位计是一种传统的液位计。它是利用力学平衡原理设计制作的。它是由液位检测装置、高精度位移传动系统、恒力装置、显示装置。它是由液位检测装置、高精度位移传动系统、恒力装置、显示装置、变送器装置以及其他外设构成。、变送器装置以及其他外设构成。浸在被测液体中的浮子受到重力浸在被测液体中的浮子受到重力W，浮力，浮力F和由恒力装置产生的恒定和由恒力装置产生的恒定拉力拉力T的作用，当三个力的矢量和等于零时，浮子处于准平衡静止状的作用，当三个力的矢量和等于零时，浮子处于准平衡静止状态。力学平衡时的浮力是准恒定的（浮子浸入液体的体积态。力学平衡时的浮力是准恒定的（浮子

52、浸入液体的体积V为恒定值为恒定值）。）。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。计数器来显示液位的情况。变送器把这种液位情况转换成标准电信号，通过信号线输出。这种电变送器把这种液位情况转换成标准电信号，通过信号线输出。这种电信号可以驱动其他控制设备。信号可

53、以驱动其他控制设备。 适用范围及特点：适用范围及特点： 该液位计具有实用性强、测量范围大、精度高性能稳定、该液位计具有实用性强、测量范围大、精度高性能稳定、使用寿命长、便于维护等优点。另外，大型计数器显示，使用寿命长、便于维护等优点。另外，大型计数器显示，使得读数清晰准确；手动浮子提升机构，可随时检查仪表使得读数清晰准确；手动浮子提升机构，可随时检查仪表工作情况；可与多种变送器连接，组成液位检测系统。工作情况；可与多种变送器连接，组成液位检测系统。 可以广泛应用于石油、化工、电力、冶金、环保、食品等可以广泛应用于石油、化工、电力、冶金、环保、食品等工业部门及附属设施的各种变送器连接，将容器中的

54、液位工业部门及附属设施的各种变送器连接，将容器中的液位变化转换成模拟信号、电脉冲信号或开关信号远传至控制变化转换成模拟信号、电脉冲信号或开关信号远传至控制室显示或计算机房进行数据显示和处理。室显示或计算机房进行数据显示和处理。 主要技术参数：主要技术参数：正常工作条件：正常工作条件：环境温度：环境温度：-2080；相对湿度：相对湿度：5%100%（包括直接湿）；（包括直接湿）；环境压力：环境压力：86kPa108 kPa；测量范围（测量范围（m）：）：06，012，018，020；测量误差（测量误差（mm）：）：4.5；灵敏度（灵敏度（mm）：）：1.5；工作压力（工作压力（MPa）：）：1.

55、75；介质温度（介质温度（）：）：-40200；显示方式：由三位计数器和刻度盘显示显示方式：由三位计数器和刻度盘显示接触介质材料：接触介质材料：1Cr18Ni9Ti； 重锤探测液位计重锤探测液位计 主要原理主要原理 重锤探测液位计是依据力学平衡原理设计生产的。当钢带重锤探测液位计是依据力学平衡原理设计生产的。当钢带浸浮在液体中某一位置静止时，浮子、钢丝绳（或钢带）浸浮在液体中某一位置静止时，浮子、钢丝绳（或钢带）、重锤及指针所受的重力、钢带所受液体的浮力与系统摩、重锤及指针所受的重力、钢带所受液体的浮力与系统摩擦力处于平衡状态。擦力处于平衡状态。 当液位变化时，浮力当液位变化时，浮力F将随之改

56、变，系统原有的平衡受到将随之改变，系统原有的平衡受到扰动将重新达到动态平衡。液位的变化导致浮子位置的发扰动将重新达到动态平衡。液位的变化导致浮子位置的发生改变，重锤带动指针上下移动，在标尺上可以清晰直观生改变，重锤带动指针上下移动，在标尺上可以清晰直观的显示容器内液位变化的情况。的显示容器内液位变化的情况。 标尺板的顶端标示液面的零位，底端标示液面的满量程。标尺板的顶端标示液面的零位，底端标示液面的满量程。指针随着物位的变化而变化，进而连续地指示出液位的高指针随着物位的变化而变化，进而连续地指示出液位的高低。低。 适用范围及特点适用范围及特点 重锤探测液位计具有结构设计合理，性能优良、工作可靠

57、重锤探测液位计具有结构设计合理，性能优良、工作可靠、使用寿命长、便于安装维护、价格合理等优点。可广泛、使用寿命长、便于安装维护、价格合理等优点。可广泛运用于化工、电力、水处理等领域中大中型贮罐各种液体运用于化工、电力、水处理等领域中大中型贮罐各种液体以及高粘度、腐蚀性液体液位的常压条件下连续测量。以及高粘度、腐蚀性液体液位的常压条件下连续测量。 主要技术参数主要技术参数正常工作条件：正常工作条件：环境温度：环境温度：-2080；相对湿度：相对湿度：5%100%（包括直接湿）；（包括直接湿）；环境压力：环境压力：86kPa108 kPa；测量范围：测量范围：25m指示误差：指示误差：20工作压力

58、：常压工作压力：常压介质温度：介质温度：200介质密度：介质密度：0.6gcm3 连接方式：法兰连接（按客户要求）连接方式：法兰连接（按客户要求）接液材质：（按客户要求）接液材质：（按客户要求） 超声波物位计超声波物位计工作原理工作原理本产品的工作原理：就是通过一个可以发射能量波（一般为脉冲信号本产品的工作原理：就是通过一个可以发射能量波（一般为脉冲信号）的装置发射能量波，能量波遇到障碍物反射，由一个接收装置接收）的装置发射能量波，能量波遇到障碍物反射，由一个接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电

59、子装置对微波信号进行处理，最终转化成与物位相关的电信号。由电子装置对微波信号进行处理，最终转化成与物位相关的电信号。一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波在传输过程中一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波在传输过程中遇到被测介质（障碍物）后反射，反射回来的超声波信号通过电子模遇到被测介质（障碍物）后反射，反射回来的超声波信号通过电子模块检测，通过专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，块检测，通过专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以精确计算出超声波传播的路程，进而可结合超声波的传播速度，可以精确计算出超声波传播的路程，进而可以反

60、映出物位的情况。以反映出物位的情况。 适用范围及特点适用范围及特点该产品具有设计合理、性能优良、安装方便的特点。电子模块部分的该产品具有设计合理、性能优良、安装方便的特点。电子模块部分的微处理单元强大的分析能力，可以优化正确的回波，并将错误或虚假微处理单元强大的分析能力，可以优化正确的回波，并将错误或虚假的回波加以排除，从而可以得出精确的数值。的回波加以排除，从而可以得出精确的数值。同时，该产品性能稳定，价格低廉，精度高，具有模拟量，开关量及同时，该产品性能稳定，价格低廉，精度高，具有模拟量，开关量及数字信号同时输出功能，防水外壳，适用于一般场合的液物位检测。数字信号同时输出功能，防水外壳，适