液位傳感器:測量液位的壓力傳感器-中文百科頻道

簡介

分為兩類：一類為接觸式，包括單法蘭靜壓/雙法蘭差壓液位變送器，浮球式液位變送器，磁性液位變送器，投入式液位變送器，電動内浮球液位變送器，電動浮筒液位變送器，電容式液位變送器，磁緻伸縮液位變送器，侍服液位變送器等。第二類為非接觸式，分為超聲波液位變送器，雷達液位變送器等。

靜壓投入式液位變送器（液位計）适用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。精巧的結構，簡單的調校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。4～20mA、0～5v、0～10mA等标準信号輸出方式由用戶根據需要任選。

利用流體靜力學原理測量液位，是壓力傳感器的一項重要應用。采用特種的中間帶有通氣導管的電纜及專門的密封技術，既保證了傳感器的水密性，又使得參考壓力腔與環境壓力相通，從而保證了測量的高精度和高穩定性。

對比

1、浮筒式液位傳感器

浮筒式液位變送器是将磁性浮球改為浮筒，液位傳感器是根據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位變送器是利用微小的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的，它在工作時可以通過現場按鍵來進行常規的設定操作。

2、浮球式液位傳感器

浮球式液位變送器由磁性浮球、測量導管、信号單元、電子單元、接線盒及安裝件組成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測量導管上下移動，導管内裝有測量元件，它可以在外磁作用下将被測液位信号轉換成正比于液位變化的電阻信号，并将電子單元轉換成4～20mA或其它标準信号輸出。

液位傳感器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點，電路内部含有恒流反饋電路和内保護電路，可使輸出最大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護電源并使二次儀表不被損壞。

3、靜壓式液位傳感器

該變送器利用液體靜壓力的測量原理工作，它一般選用矽壓力測壓傳感器将測量到的壓力轉換成電信号，再經放大電路放大和補償電路補償，最後以4～20mA或0～10mA電流方式輸出。

投入式液位變送器的使用場所中優點

投入式液位變送器的使用場所中優點：投入式液位變送器由于其容積很大，要求液位計精度很高，過去大多用浮子鋼帶式液位計，伺服式和靜壓式也有一定應用量。然而無論是浮子鋼帶式、伺服式還投入式液位變送器，都不是測量罐區儲罐液位的最佳方式。浮子鋼帶式液位計安裝複雜，可靠性也低；靜壓式液位計受介質密度和溫度影響很大，為消除這些影響，一套完善的靜壓測量系統其價格也很高；伺服式液位計精度較高，但由于其有機械傳動機構，不可避免帶來磨損問題，同時價格也偏高。

投入式液位變送器進入市場，由于其精度較高，可靠性也高，使用方便，因此在罐區中用量迅速增加，成為近十年罐區液位首選儀表。

近幾年，磁緻伸縮式液位計異軍突起，由于其高精度、高穩定、高可靠及長壽命而更适于罐區儲罐液位測量，應用量也必将迅速增加，逐漸會和雷達式液位計平分秋色。光纖液位計可以做到現場無電檢測，安全性好，這是其突出的優勢，缺點是仍然有很多機械傳動部件，故障率就會增加，安裝也複雜些。投入式液位變送器精度略低些，但其安裝簡單價格适中，因此也會在罐區中有一席之地。

工作原理

用靜壓測量原理：當液位變送器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓強公式為：Ρ = ρ .g.H + Po式中：

P ：變送器迎液面所受壓強

ρ：被測液體密度

g ：當地重力加速度

Po ：液面上大氣壓

H ：變送器投入液體的深度

同時，通過導氣不鏽鋼将液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再将液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，

使傳感器測得壓力為：ρ .g.H ，顯然，通過測取壓強 P ，可以得到液位深度。

功能特點：

穩定性好，滿度、零位長期穩定性可達 0.1%FS/ 年。在補償溫度 0 ～ 70 ℃範圍内，溫度飄移低于 0.1%FS ，在整個允許工作溫度範圍内低于 0.3%FS 。

具有反向保護、限流保護電路，在安裝時正負極接反不會損壞變送器，異常時送器會自動限流在 35MA 以内。

固态結構，無可動部件，高可靠性，使用壽命長。

安裝方便、結構簡單、經濟耐用。

主要技術參數：

工藝：擴散矽陶瓷電容藍寶石電容任選。分體式一體式可選，量程：0---0.5---200米，輸出: 4---20mA (2線制)供電: 7.5---36VDC

推薦24VDCCBM-2100/CBM-2700投入式靜壓液位計可靠防腐并帶有陶瓷測量單元的探頭，用于淨水、污水及鹽水的物位測量。

GY500投入分體式液位變送器采用擴散矽壓阻芯體,316全不鏽鋼結構，殼體采用隔離防爆設計,該投入式液位計主要适用于河流、地下水位、水庫、水塔及容器等的液位測量與控制。電路采用信号隔離放大，截頻幹擾設計（抗幹擾能力強，防雷擊）過壓保護，限流保護，抗沖擊，防腐等設計。]主要技術參數：b]測量介質：水油等液體壓力類型：表壓、絕壓（沒有要求默認表壓）]

b]量程: 0～300m中間量程任選

綜合精度: 0.1%FS

輸出信号: 4～20mA(二線制)、0～5V、1～5V、0～10V(三線制)

供電電壓: 12～36VD

介質溫度: -30～60℃

環境溫度: -40～85℃

零點溫漂移： ≤±0.05%FS℃

量程溫度漂移： ≤±0.05%FS℃

補償溫度： 0~70℃

安全過載： 150%FS

極限過載： 200%FS

采樣頻率： ≤2ms

負載能力：（電流型）250~1425Ω（電壓型）≥2KΩ

密封等級: IP68

長期穩定性能: 0.1%FS/年

振動影響: 在機械振動頻率20Hz～1000Hz内，輸出變化小于0.1%FS

機械連接(螺紋接口): 投入式(潛入式)]産品尺寸（mm）：b]

投入分體式液位變送器

選用美國進口的高精度、隔離式敏感組件，性能可靠

表壓或絕壓測量

量程寬：1mH2O～200mH2O

輸出：4～20mA或0～5V

電源電壓：24VDC(12～36VDC)，mV

輸出型為恒流1.5mADC或恒壓12VDC供電

精度高，優于0.2%F.S

100%防水防潮，防護等級IP68

完備的電路功能，調校方便

産品參數

被測介質：液體（弱腐蝕性）

壓力類型：表壓

量程： 0～0.1M～1M～3M～5M～10M～20M～50M～100M～200M～500M （水位高/深度,最小量程為0.1米）

輸出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三線制）

綜合精度： ±0.25%FS、±0.5%FS

供電： 24V Dc（9～36VDC）

絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC

負載電阻: 電流輸出型：最大800Ω

電壓輸出型：大于50KΩ

介質溫度：-20～85℃

環境溫度：-20～85℃

儲存溫度：-40～90℃

相對濕度： 0～95% RH

密封等級：IP68

過載能力： 150%FS

響應時間：≤5mS

穩定性：≤±0.15%FS/年

振動影響：≤±0.15%FS/年（機械振動頻率20Hz～1000Hz）

電氣連接：3/5芯導氣屏蔽電纜全密封；标準配線8米

壓力連接：投入式

連接螺紋材料：304/316L不鏽鋼

同類區别

液位開關是根據液位傳感器的信号輸出開啟放水或者進水的閥門而使水位保持恒定的一種控制器。也可以說液位開關輸出的是一種開關信号，液位開關首先要确定液位的高度，依據這個高度來輸出開關量信号。而液位傳感器是将液位的高度轉化為電信号的形式進行輸出。我們可以對電信号進行處理比如和plc、數據采集器或者專業顯示器相連進而輸出液位的高度。還有就是液位開關和液位傳感器的原理雖然相同。但是液位開關是開關控制電路，而液位傳感器是相當于變壓，變流用的電路元件。

光電

光電液位傳感器是利用光在兩種不同介質界面發生反射折射原理而開發的新型接觸式點液位測控裝置。它具有結構簡單，定位精度高；沒有機械部件，不需調試；靈敏度高及耐腐蝕；耗電少；體積小等諸多優點而受到市場的逐漸認可。

1、由于液位的輸出隻與光電探頭是否接觸液面有關，與介質的其它特性，如溫度、壓力、密度、電等參數無關，所以光電液位傳感器檢測準确、重複精度高；響應速度快，液面控制非常精确，并且不需調校，就可以直接安裝使用。

2、由于光電液位傳感器探頭體積相對小巧，可分開安裝在狹小空間中适合特殊罐體或容器中使用。另外還可以在一個測量體上安裝多個光電探頭制成多點液位傳感器、變控器。

3、由于對傳感器内部的所有元器件進行了樹脂澆封處理,傳感器内部沒有任何機械活動部件,因此光電液位傳感器可靠性高、壽命長、免維護。

産業現狀

在21世紀初，液位傳感器産業化發展仍存在不小的挑戰。據悉，我國已有1700多家從事液位傳感器的生産和研發的企業，液位傳感器年産量突破24億隻，液位傳感器産品達到10大類、42小類、6000多個品種，呈現出良好的發展态勢，但在這企業中，外資企業優勢明顯，外資企業比重達到67%，尤其是日本、美國、韓國和德國，國有企業和民族企業所占比重僅為33%。國内外企業綜合實力懸殊，規模小，人才短缺、研發能力弱，難與國外企業抗衡。

更關鍵的是，在技術上，國内液位傳感器技術薄弱，主要有以下三點：

一是，核心技術和基礎能力欠缺，核心芯片嚴重依賴國外進口，國内企業在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊應用的高端方面與國外企業差距明顯。

二是在設計、可靠性、封裝等方面，缺乏統一标準和自主知識産權，在接口、深刻蝕、高溫歐姆接觸、高可靠MEMS封裝、快速測試、高仿真模拟等技術方面尚未取得突破性進展和産業化驗證；

三是産品在品種、規格、系列等方面還不夠全面，在測量精度、溫度特性、響應時間、穩定性、可靠性等技術指标方面仍有不小差别，因此中國浮子液位計傳感器企業任重道遠。