什么是液位傳感器？

　　液位傳感器（靜壓液位計(jì)/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種測量液位的壓力傳感器。靜壓投入式液位變送器（液位計(jì)）是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為4～20mA/1～5VDC）。

　　液位傳感器分為幾類？

　　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(dòng)內(nèi)浮球液位變送器，電動(dòng)浮筒液位變送器，電容式液位變送器，磁致伸縮液位變送器，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(dá)液位變送器等。靜壓投入式液位變送器（液位計(jì)）適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。精巧的結(jié)構(gòu)，簡單的調(diào)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等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。利用流體靜力學(xué)原理測量液位，是壓力傳感器的一項(xiàng)重要應(yīng)用。采用特種的中間帶有通氣導(dǎo)管的電纜及專門的密封技術(shù)，既保證了傳感器的水密性，又使得參考?jí)毫η慌c環(huán)境壓力相通，從而保證了測量的高精度和高穩(wěn)定性。

　　液位傳感器工作原理：

　　水位傳感器的原理：容器內(nèi)的水位傳感器，將感受到的水位信號(hào)傳送到控制器，控制器內(nèi)的計(jì)算機(jī)將實(shí)測的水位信號(hào)與設(shè)定信號(hào)進(jìn)行比較，得出偏差，然后根據(jù)偏差的性質(zhì)，向給水電動(dòng)閥發(fā)出“開”“關(guān)”的指令，保證容器達(dá)到設(shè)定水位。進(jìn)水程序完成后，溫控部份的計(jì)算機(jī)向供給熱媒的電動(dòng)閥發(fā)出“開”的指令，于是系統(tǒng)開始對(duì)容器內(nèi)的水進(jìn)行加熱。到設(shè)定溫度時(shí)。控制器才發(fā)出關(guān)閥的命令、切斷熱源，系統(tǒng)進(jìn)入保溫狀態(tài)。

　　如何正確選擇液位傳感器？

　　隨著自動(dòng)化程度的增加，為了保障產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，生產(chǎn)過程直接由人工監(jiān)控和干預(yù)的時(shí)代亦已遠(yuǎn)去，傳感器的重要性亦越加明顯，并且越來越多地參與至程序系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，不再是簡單的機(jī)械式、粗略式的監(jiān)控;故其要求除了檢測的可靠性、穩(wěn)定性，同時(shí)要求安裝、調(diào)試簡單化、尺寸緊湊化、應(yīng)用多樣化等。

　　另外，由于液位檢測環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，也為傳感器的應(yīng)用帶來了不同挑戰(zhàn)。例如：高粘度液體高度檢測、含雜質(zhì)的廢水液位監(jiān)控、帶泡沫的液位高度測量、高腐蝕性液體高度報(bào)警等等。目前，市場上針對(duì)不同的應(yīng)用，提供了多種有效的解決方案，但如何選擇合適、性價(jià)比高的傳感器一直是讓工程師們頭痛的問題。

　　常見的液位檢測方式：

　　為了選擇最佳的液位傳感器，我們不但需要了解被測液體的屬性和狀態(tài)，同時(shí)，也要知道不同的檢測方式的優(yōu)點(diǎn)與局限性，從而才能選出最合適的傳感器。以下為目前市場上最常見的檢測技術(shù)。

　　激光測量：激光類傳感器基于光學(xué)檢測原理，通過物體表面反射光線至接收器進(jìn)行檢測，其光斑較小且集中，易于安裝、校準(zhǔn)，靈活性好，可應(yīng)用于散料或液位的連續(xù)或者限位報(bào)警等;但其不適合應(yīng)用于透明液體（透明液體容易折射光線，導(dǎo)致光線無法反射至接收器），含泡沫或者蒸汽環(huán)境（無法穿透泡沫或者容易受到蒸汽干擾），波動(dòng)性液體（容易造成誤動(dòng)作），振動(dòng)環(huán)境等。

　　TDR（時(shí)域反射）/ 導(dǎo)波雷達(dá)/微波原理測量：其名稱在行業(yè)內(nèi)有多種不同的叫法，其具備了激光測量的好處，如：易于安裝、校準(zhǔn)，靈活性好等，另外其更優(yōu)于激光檢測，如無需重復(fù)校準(zhǔn)和多功能輸出等，其適用于各種含泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應(yīng)用于高粘性液體，受外部環(huán)境干擾相對(duì)小，但其測量高度一般小于6米。

　　超聲波測量：

　　由于其原理為通過檢測超聲波發(fā)送與反射的時(shí)間差來計(jì)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(diǎn)，通常可安裝于高處進(jìn)行非接觸式測量。但當(dāng)使用于含蒸汽、粉層等環(huán)境時(shí)，檢測距離將會(huì)明顯縮短，不建議使用在吸波環(huán)境，如泡沫等。

　　音叉振動(dòng)測量：

　　音叉式測量僅為開關(guān)量輸出，不能用于連續(xù)性監(jiān)控液體高度。其原理為：當(dāng)液體或者散料填充兩個(gè)振動(dòng)叉時(shí)，共振頻率改變時(shí)，依靠檢測頻率改變而發(fā)出開關(guān)信號(hào)。其可用于高粘度液體或者固體散料的高度監(jiān)控，主要為防溢報(bào)警、低液位報(bào)警等，不提供模擬量輸出，另外，多數(shù)情況下需要開孔安裝于容器側(cè)面。

　　光電折射式測量：

　　該檢測方式通過傳感器內(nèi)部發(fā)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(shí)，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(jiān)控液面。該檢測方式便宜，安裝、調(diào)試簡單，但僅能應(yīng)用于透明液體，同時(shí)只輸出開關(guān)量信號(hào)。

　　靜壓式測量：

　　該測量方式采用安裝于底部的壓力傳感器，通過檢測底部液體壓力，轉(zhuǎn)換計(jì)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?dú)鈮骸Ｔ摍z測方式要求采用高精度、齊平式壓力傳感器，同時(shí)換算過程需要不斷進(jìn)行校準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)為可檢測不受液位高度限制，但高度越高，傳感器精度要求越高，長時(shí)間使用或者更換液體時(shí)需要重復(fù)校準(zhǔn)。

　　電容式測量：

　　電容式測量主要通過檢測由于液面或者散料高度變化而導(dǎo)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(jì)，液位電容式接近開關(guān)，電容式接近開關(guān)可以安裝于容器側(cè)面進(jìn)行非接觸檢測。當(dāng)選擇必須注意，電容傳感器容易受到不同的容器材質(zhì)和溶液屬性影響，如塑料容器和掛料情況容易影響模擬量輸出的電容傳感器。

　　浮球式檢測：

　　該方式為最簡單、最古老的檢測方式，價(jià)格相對(duì)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(jī)械式檢測，檢測精度容易受浮力影響，重復(fù)精度差，不同液體需要重新校準(zhǔn)。不適用于粘稠性或者含雜質(zhì)液體，容易造成浮球堵塞，同時(shí)，不符合食品衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用要求。

　　如何選擇最佳的測量方式

　　當(dāng)我們了解了不同檢測方式的優(yōu)缺點(diǎn)以后，對(duì)于液位傳感器的選擇也逐漸有了清晰的概念。首先，在開始選擇之前，必須先清楚我們需要傳感器達(dá)到哪些功能？是屬于開關(guān)量輸出還是模擬量輸出？通常開關(guān)量/數(shù)字量輸出用于報(bào)警或者保護(hù)作用，例如灌裝時(shí)防溢報(bào)警、低液位防泵空轉(zhuǎn)保護(hù)等;模擬量輸出主要用于過程控制，包括灌裝容量、液位顯示、加料速度控制等。

　　接下來，我們必須了解被測液體屬性，其中包括狀態(tài)、顏色、腐蝕性、粘稠度、是否含雜質(zhì)，是否需要符合食品衛(wèi)生認(rèn)證？根據(jù)我們的需求，尋找合適的傳感器。例如：日化品乳霜的灌裝過程中，需要監(jiān)控儲(chǔ)液罐高、低液位，首先我們了解到乳霜為流體狀態(tài)，有較大粘稠度，顏色為半透明乳白色，非腐蝕性，無需食品衛(wèi)生認(rèn)證，按照我們要求，我們可選擇的類型有：音叉測量、TDR測量和超聲波測量。

　　然后，我們需要做最后評(píng)估，包括產(chǎn)品的安裝調(diào)試、應(yīng)用溫度、壓力范圍、價(jià)格等，甚至可向供應(yīng)商借用樣品測試，其中TDR和超聲波需要安裝于罐體頂部，音叉可選擇安裝于頂部或者側(cè)面;從調(diào)試角度，音叉最簡單，TDR和超聲波次之，價(jià)格亦是。綜合評(píng)估下來，選用的優(yōu)先順序?yàn)椋阂舨妫琓DR，超聲波。