超声波液位差计的现状及发展趋势

当前，国内外在液位检测方面采用的新技术和成熟的产品,如超声波液位计（超声波液位差计）相当多，依据使用方法和所采用的测量技术可以分为以下几种:差压式、浮体式、声波式、电容式、核辐射式、直流电极式、光纤式、感应式等等。

随着计算机技术、微电子技术、传感器技术等的应用和研究，液位测量仪表当前主要有三个研制方向：接触测量方式的液位仪表、非接触测量方式的液位仪表和小型液位开关。 

1．接触式液位仪表 

接触式液位仪表主要有：钢带浮子式液位计、磁致伸缩型液位计、磁翻板液位计、伺服式液位计、静压式液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触，即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。 

钢带浮子式液位计：钢带浮子式液位计采用大而重的浮子作为液位测量元件，浮子受浮力浮在介质表面，通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值，液位上升或下降破了力平衡后，浮子也跟随上升下降，带动钢带运行，驱动编码盘或编码带等显示装置。其结构示意图如图1.1所示。这类装置的静态测量误差一般约为±2mm。

磁致伸缩型液位计：磁致伸缩型液位计也是以浮子来标定液面高度，和钢带浮子液位计的区别则在于，磁致伸缩式液位计是以磁致伸缩线上的磁场和浮子内磁场产生的应力脉冲，按照脉冲的传播时间来计算液面位置、确定液面变化的。其结构示意图如图1.2所示。磁致伸缩型液位计的精度要高于钢带浮子式液位计，可以达到1mm的水平，并可测量油水分界面。

磁翻板液位计：液位计以磁性浮子为测量元件，浮子在测量管内随液位变化而上、下浮动，通过磁耦合作用，驱动指示器内红、蓝指示管翻转180°。液位上升时，指示管由蓝色转为红色；下降时，由红色转为蓝色，从而实现液位的双色显示。液位计应用连通管原理，保证被测容器与测量管体间的液位相等，以达到实时显示液位的数值的目的。

伺服式液位计：伺服式液位计基于浮力平衡的原理，由微伺服电动机驱动体积较小的浮子，能精确地测出液位等参数，浮子用测量钢丝悬挂在仪表外壳内，而测量钢丝缠绕在精密加工过的外轮鼓上；外磁铁被固定在外轮鼓内，并与固定在内轮鼓的内磁铁耦合在一起。伺服式液位计系统示意图见图1.4。由于其属于机械测量装置，存在机械磨损和阻尼，因此需要定期维修和重新定标且安装困难。

静压式液位计：已知在均匀液体中的压强P和高度h成正比，因此可以测量液体底部的压力来计算的液位高度，静压式液位计就是基于这种测量原理（P＝ρgh ）。由于其受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，而搭建一套完善的静压测量系统价格很高。

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