液位自動檢測儀表

在供熱與空氣調節及燃氣工程中，經常需要測量各種容器或設備中兩種介質分界面的位置，例如鍋爐汽包中汽體和液體間的界面位置，貯水池中液體的深度，給水箱中液體的多少等，這些就是液位檢測。

基本介紹

• 中文名：液位自動檢測儀表
• 外文名：Automatic level measuring instrument
• 適用性：供熱與空氣調節及燃氣工程
• 分類：四種
• 性質：科學

簡介

檢測液位即測量氣體和液體間的界面位置。一般以設備或容器的底面為或參考點來確定液面與零點參考點間的高度，即液位。檢測液位的目的是計量物質的數量以及監視或控制連續生產的過程，以保證生產安全、經濟和順利地進行，因此液位的檢測是非常重要的。

液位是屬於機械位移一類的變數，因此把液面位置量經過必要的轉換，測量長度和距離的各種方法原則上都可以使用。液位檢測的單位是m、cm等。

靜壓式液位計

靜壓式液位計是利用容器中具有一定高度的液體對其底部或側面某點產生一定的壓力，測出這點的壓力，或測量該點與參考點間的壓差。就可間接地確定液位高度。液位的檢測是把液體高度轉化為壓力或壓差的測量，而使液位測量大為簡便，可靠，例如用高精度壓力表以及電動差壓變送器等均可組成液位自動檢測系統。

電接點數字式水位計

電接點數字式水位計是一種簡單可靠的新型水位測量儀表。它利用鍋爐汽包中爐水與蒸汽導電能力的差別來測量水位，基本上克服了汽包壓力變化的影響，尤其在鍋爐起、停過程中，都能準確地顯示汽包水位。它能實現遠距離、無慣性快速測量。由於採用數字顯示水位值，因而讀數方便、準確、直觀醒目。電接點數字式水位計由水位感測器和數字水位顯示儀組成。

電接點數字式水位計是由水位測量筒、電極以及顯示器所組成的測量系統。電極裝在水位測量筒上組成了電極水位感測器。電極的極芯與水位測量筒外殼要有良好的絕緣。由於工業鍋爐汽包內的蒸汽和爐水中所含導電介質的多少差別很大，所以其導電能力差別也很大。爐水中所含導電介質遠多於蒸汽，所以爐水與蒸汽相比，其導電能力大得多。一般工業鍋爐飽和蒸汽的電阻率要比飽和水的要大數倍至數千倍。而比蒸汽凝結水的要大數百倍以上，這樣就可用電極將蒸汽與爐水分辨開。由於水的導電性能好，所以浸在水中的電極通過水與水位測量筒的外殼構成迴路，使對應的顯示器發光，表示出水面的位置，而處於蒸汽中的電極由於蒸汽的電阻率很大，所以電路不通，則所對應的顯示器就不發光。這樣水位的高低就可用顯示器的發光燈泡反映出來，或由變送器轉換成電壓信號，輸往數字式顯示儀。

電接點水位感測器的結構

電接點水位感測器一般由測量筒外殼、電接點和電接點座等部分組成。

測量筒外殼用無縫鋼管制成，長度按水位測量範圍決定。電接點感測器電極的芯子和瓷封件焊接在一起，作為電極的一個極；固定螺絲和瓷封件焊接在一起，作公共接地極。兩者之間用瓷管絕緣。電接點的數口應滿足監視鍋爐水位的要求。

電接點數字水位顯示儀

電接點數字水位顯示儀由輸入轉換電路、邏輯開關電路、顯示控制電路、數字液位顯示器、報警電路、自檢電路和電源等組成。

輸入轉換電路的作用是將水位感測器輸出的交流電壓信號或自檢電路輸出的模擬水位的交流電壓信號轉換成直流電壓信號。

工作時，由水位感測器或自檢電路輸出反映水位的交流電壓信號，送到輸入轉換電路轉換成直流高電位信號，然後輸入邏輯開關電路及顯示控制電路，最後由數碼管顯示水位感測器或模擬指示水位值，自檢電路用於檢查儀表電路是否工作正常。當水位達到高、低限位時，水位計還可以發出燈光報警。高、低水位報警的限值，根據鍋爐汽包水位的波動範圍而定。

電容式液位計

電容液位汁主要是包括測量電容液位感測器、多芯禁止電、纜前置線路和顯示儀表電路四部分。

測量非導電性液體的電容感測器採用套筒形結構，內電極採用金屬棒製成，在其外部套上一個與它絕緣的同軸金屬外簡作外電極。外電極上開有許多小孔，以便介質能順利通過，內、外電極間用絕緣物固定並絕緣。如果盛液容器是金屬筒，它直接作外電極。電容感測器檢測液位所產生的電容變化量數值很小，直接測量有困難，因此需要通過電子線路放大和轉換才能作顯示與遠傳。

測量前置線路包括測容二極體電橋、功率放大器和雙向限幅器等，裝設在電極上部的接線盒中。測量前置線路通過多芯禁止電纜與顯示儀表相連線。由顯示儀表來的高頻方波經過整形、功率放大和限幅後推動測容二板管電橋工作，電橋輸出直流電流信號又經電纜送入顯示儀表的直流放大器。顯示儀表電路由晶體振盪器、分頻器、調零單元、直流放大器和電源組成。

晶體振盪器用於產生高頻方波，經分頻器將它分成各種頻率來進行儀表的滿度粗調。調零單元通過選擇適當的內設電容，使其環形二極體電橋輸出一電流給直流放大器，抵消由於起始電容的存在使測量前置線路不平街所產生的電流，使它輸出指示為零，從而達到調零的目的。直流放大器將測量前置線路送來的直流信號與調零單元比較後的輸出信號放大為0～10mA的標準信號，供指示或遠傳。

電容式液位計適用於各種非導電(或導電)液體的液位遠距離連續測量和指示，也可以和電動單元組合儀表配套使用，以實現液位的自動控制。

超音波液位計

超音波液位計是以壓電晶體換能器發射和接收超音波，並根據超音波在介質中傳播的某些聲學特性來測量液位的液位計。超音波換能器交替地作為超音波發射器與接收器，也可以用兩個換能器分別作發射器與接收器，它是液位檢測感測器。超音波換能器是根據壓電晶體的“壓電效應”和“逆壓電效應”原理實現電能-超音波能的相互轉換。

當外力作用於晶體端面時，在其相對的兩個面上有電荷出現，並且兩端面上的電荷的極性相反。如果用導線將晶體兩端面電極連線起來就有電流流動。當外力消失時，被中和的電荷又會立即分開，形成與原來方向相反的電流。如果用交變的外力作用於晶體端而上，則產生交變電場，這就是壓電效應。反之，若將交變電壓在晶體兩個端面的電極上，便會產生逆壓電效應，即沿著晶休厚度方向作伸長和壓縮交替變化，產生與所加交變電壓同頻率的機械振動，而向周圍介質發射超音波。

使用超音波液位計進行測量時，將超音波換能器置於容器的底部(或液體的上空)。當起控制鐘作用的主控多諧振盪器每發一次方波信號時，就激勵換能器發射聲脈衝，並使復零單穩發出信號，將計數器復零，還開始對可調振盪器發出的時間脈衝進行計數，至接收到液而反射波信號後立即停止計數，最後將聲脈衝從發射到返回的往返時間的計數換算成液位高度顯示出來。