液位傳感器 工作原理及特點介紹

2020-12-05 知識圖譜

液位傳感器是一種常見的測量液位位置的傳感器，它是將位的高度轉化為電信號的形式進行輸出。近年來，隨著電子技術和自動化的不斷發展，液位測量與控制技術有很大的提高。日化品、食品飲料、醫藥等行業的生產，都離不開液位的監控，液位傳感器的重要性日趨凸顯，甚至直接影響著產品的質量。接下來皮卡中國小編將跟大家說聊聊液位傳感器。

液位傳感器定義

液位傳感器是一種測量液位的壓力傳感器。它分為接觸式和非接觸式。

液位傳感器的類型

1、浮球式液位傳感器

由行業產品磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。一般磁性浮球的比重小於0.5，可漂於液面之 上並沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比於液位變化的電阻信號，並將電子單元轉換成4～20ma或其它 電子商務標準信號輸出。    

2、浮筒式液位傳感器

是將磁性浮球改為浮筒，浮筒式液位傳感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。原文地址：http://www.pikacn.com/news/20155/2722.html

3、靜壓式液位傳感器

是利用防爆流量計液體靜壓力的測量原理工作。一般選用矽壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號，之後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。 

液位傳感器工作原理

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力公式為：Ρ = ρ .g.H + Po式中： 

P ：變送器迎液面所受壓力 

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，通過導氣不鏽鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 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 , 通過測取壓力 P ，可以得到液位深度。 

液位傳感器特點

1、精度高、穩固性好，抗煩擾機能強。

2、液位傳感器採取三級防雷計劃，抗雷擊後果好。

3、滿度、零位臨時穩固性可達0.1%FS/年。

4、固態構造，無可動部件，高牢靠性，應用壽命長，存在反向維護、限流維護電路，在裝置時正負極接反不會破壞變送器

5、裝置便利、構造簡略、經濟耐用。

6、液位傳感器合適多點壓力參數組網收羅，總線支撐255臺裝備，可同時具有：4-20mA輸出跟RS485通信功效，輸出電流辨別率優於3uA。

常見的液位測量方式

由於液位傳感器應用範圍廣，不同的檢測方式都有其優缺點，下面我們來了解一下常見的液位測量方式。

1、浮球式檢測

該方式為最簡單、最古老的檢測方式，價格相對便宜。主要是通過浮球的上下升降來檢測液面的變化，其為機械式檢測，檢測精度容易受浮力影響，重複精度差，不同液體需要重新校準。不適用於粘稠性或者含雜質液體，容易造成浮球堵塞，同時，不符合食品衛生行業的應用要求。

2、電容式測量

電容式測量主要通過檢測由於液面或者散料高度變化而導致的電容值變化來測量料位高度。其具有多種類型，有可輸出模擬量的電容式液位計，液位電容式接近開關，電容式接近開關可以安裝於容器側面進行非接觸檢測。當選擇必須注意，電容傳感器容易受到不同的容器材質和溶液屬性影響。

3、靜壓式測量

 

該測量方式採用安裝於底部的壓力傳感器，通過檢測底部液體壓力，轉換計算出液位高度，其底部液體壓力參考值為與頂部連通的大氣壓或者已知氣壓。該檢測方式要求採用高精度、齊平式壓力傳感器，同時換算過程需要不斷進行校準。

4、光電折射式測量

該檢測方式通過傳感器內部發出光源，光源通過透明樹脂全反射至傳感器接受器，但遇到液面時，部分光線將折射至液體，從而傳感器檢測全反射回來光量值的減少來監控液面。該檢測方式便宜，安裝、調試簡單，但僅能應用於透明液體，同時只輸出開關量信號。

5、音叉振動測量

音叉式測量僅為開關量輸出，不能用於連續性監控液體高度。其原理為：當液體或者散料填充兩個振動叉時，共振頻率改變時，依靠檢測頻率改變而發出開關信號。其可用於高粘度液體或者固體散料的高度監控，主要為防溢報警、低液位報警等，不提供模擬量輸出，另外，多數情況下需要開孔安裝於容器側面。

6、超聲波測量

由於其原理為通過檢測超聲波發送與反射的時間差來計算液位高度，故容易受到超聲波傳播的能量損耗影響。其亦具備安裝容易、靈活性高等特點，通常可安裝於高處進行非接觸式測量。但當使用於含蒸汽、粉層等環境時，檢測距離將會明顯縮短，不建議使用在吸波環境，如泡沫等。

7、微波原理測量

其名稱在行業內有多種不同的叫法，其具備了雷射測量的好處，如：易於安裝、校準，靈活性好等，另外其更優於雷射檢測，如無需重複校準和多功能輸出等，其適用於各種含泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應用於高粘性液體，受外部環境幹擾相對小，但其測量高度一般小於6米。

 液位傳感器與液位開關的區別

很多人液位傳感器與液位開關傻傻分不清楚，甚至以為他們是同一種儀器。其實他們之間有著很大的差別。液位傳感器不一定顯示液位，而是用電信號的形式輸出液位的高低。液位控制器是根據液位傳感器的信號輸出開啟放水或者進水的閥門而使水位保持恆定的一種控制器。

液位傳感器的作用是發出電信號，如果加上讀取電信號和顯示的裝置就是電子液位計了，如果加上讀取電信號和處理的裝置就是液位控制器。

簡單的來說就是下面的情況：

液位開關是在容器上的一個開關,當液體水位到達時動作,給控制一個信號的開關。

液位傳感器有液位也可有開關的作用,但要比其複雜,可以連續的顯示液位的狀態。

結語：隨著科學技術的日益發展，各行各業對科技的要求也逐步提高，特別對精度方面的要求越來越嚴格，而液位傳感器則是一個相對精確的測量儀器，因此它被廣泛應用於機械製造、化工控制、輕工自動化等相關領域。以上就是關於液位傳感器相關知識的介紹，希望能讓大家對液位傳感器有一個更全面的認識。

 

拓展內容：

水位傳感器

壓力傳感器

應變式壓力傳感器

節氣門位置傳感器

 

 

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