液位是工業(yè)過程監(jiān)控的重要目標(biāo)參數(shù)之一。在各種罐體、料倉、水池等的連續(xù)液位測量中，由于現(xiàn)場工況的多樣性，很難有一款能滿足所有工況的液位儀表。

　　其中，在非接觸式測量儀器中，雷達(dá)和超聲波液位計(jì)被廣泛使用。那么，雷達(dá)液位計(jì)和超聲波液位計(jì)有什么區(qū)別呢？兩個(gè)測量原理是什么？雷達(dá)液位計(jì)和超聲波液位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？

　　今天，就這些問題，我就給大家講解一下這兩個(gè)水平儀。

　　超聲波液位計(jì)

　　我們一般把聲波頻率超過20kHz的聲波稱為超聲波。超聲波是機(jī)械波的一種，即機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播過程。其特點(diǎn)是頻率高、波長短、衍射現(xiàn)象小。方向性好，可以成射線，定向傳播。

　　超聲波在液體和固體中的衰減很小，所以穿透能力強(qiáng)，尤其是在不透光的固體中，超聲波可以穿透幾十米長，遇到雜質(zhì)或界面會(huì)有明顯的反射.物質(zhì)層面就是利用了它的這個(gè)特性。

　　在超聲檢測技術(shù)中，無論是哪種超聲儀器，都需要將電能轉(zhuǎn)化為超聲波，然后再將其接收回來，轉(zhuǎn)化為電信號。完成這一功能的裝置稱為超聲波換能器，也稱為探頭。

　　工作時(shí)，超聲波換能器置于被測物體上方，向下發(fā)射超聲波。超聲波穿過空氣介質(zhì)，遇到被測物體表面時(shí)被反射回來。它被換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號。電子檢測部分檢測到該信號后，將其轉(zhuǎn)化為料位信號顯示輸出。

　　雷達(dá)液位計(jì) 與超聲波液位計(jì)相同的工作方式，雷達(dá)液位計(jì)也采用發(fā)射-反射-接收工作方式。不同的是，雷達(dá)超聲波液位計(jì)的測量主要依靠超聲波換能器，而雷達(dá)液位計(jì)則依靠和天線。

　　超聲波液位計(jì)使用的是機(jī)械波，而雷達(dá)液位計(jì)使用的是超高頻（幾G到幾十G赫茲）的電磁波。電磁波以光速傳播，傳播時(shí)間可以通過電子元件轉(zhuǎn)換成電平信號。

　　另一種常見的雷達(dá)液位計(jì)是導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。

　　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是一種基于時(shí)域反射（TDR）原理的雷達(dá)液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探頭傳播。當(dāng)遇到被測介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)將液位計(jì)的部分脈沖反射形成回波，并沿同一路徑返回脈沖發(fā)射器。變送器與被測介質(zhì)表面的距離與脈沖的傳播時(shí)間成正比，從而計(jì)算出液位。

　　影響超聲波液位效應(yīng)的因素 傳感器發(fā)出的超聲波碰到被測介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生反射，反射回波的好壞反映了物位計(jì)的應(yīng)用效果。 回波質(zhì)量定義為最小回波幅度（最差條件下的回波幅度）到噪聲幅度（虛假回波、多徑反射回波等的幅度）。回波質(zhì)量值越大，電平表的應(yīng)用效果越好。

　　1、傳輸介質(zhì)越穩(wěn)定越好傳輸 超聲波是一種機(jī)械波。機(jī)械波在傳播過程中受傳播介質(zhì)穩(wěn)定性的影響。例如：有一池水。風(fēng)平浪靜的時(shí)候，往池塘里扔石頭，就能看到水波蕩漾。大風(fēng)吹得池水泛起漣漪，往池里扔一塊大石頭，幾乎看不到水波。

　　引起空氣波動(dòng)的因素有很多，如：灰塵、氣浪、蒸汽、物料流等都會(huì)引起空氣波動(dòng)，降低回波質(zhì)量，影響測量結(jié)果。

　　2、被測介質(zhì)表面越光滑，聲阻抗越大，越有利于反射回波

　　測量固體時(shí)，被測表面是不平整的，具有一定的休止角。這種情況下的反射波是漫反射波。由于反射與波長有關(guān)，因此只有當(dāng)反射表面的尺寸與波長相當(dāng)或大于波長時(shí)才會(huì)發(fā)生反射。

　　顯然，工作頻率越高，波長越小，對于更小的材料，更容易發(fā)生漫反射。例如頻率為10kHz的機(jī)械波在空氣中的波長

　　物位計(jì)作為料倉、料筒、料罐內(nèi)料位測量的工具，可以將料位高度轉(zhuǎn)換為4到20毫安信號，用于生產(chǎn)管理，便于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制。沈陽海尼科技有限公司主要生產(chǎn)雷達(dá)物位計(jì)、超聲波液位計(jì)、阻旋料位計(jì)等產(chǎn)品。

　　概述

　　液位計(jì)是一種連續(xù)實(shí)時(shí)檢測容器內(nèi)固體物料高度變化的傳感器。這種傳感器通常輸出4-20ma或1-5V的標(biāo)準(zhǔn)信號與顯示儀表或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，也可通過RS-485或現(xiàn)場總線與計(jì)算系統(tǒng)連接。

　　2個(gè)

　　分類

　　1、機(jī)械式；

　　2、電容液位計(jì)；

　　3、射頻導(dǎo)納液位計(jì)；

　　4、音叉液位計(jì)；

　　5、料位計(jì)；

　　6、重錘料位計(jì)。

　　3個(gè)

　　應(yīng)用與特點(diǎn)

　　1、接觸式測量儀

　　1、重錘式液位計(jì)的檢測過程是由控制器發(fā)出的信號控制的。當(dāng)傳感器收到檢測命令時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，經(jīng)蝸輪蝸桿減速后，帶動(dòng)齒輪軸和繞線筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩當(dāng)重物下降到物料表面被測面抬升失重，鋼絲繩松弛，靈敏桿動(dòng)作使微動(dòng)開關(guān)接觸�？刂破魇盏皆撔盘柡蟀l(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)指令。錘子上升和返回，直到觸頂開關(guān)電機(jī)停止，重錘回到倉頂原位，完成一次檢測過程。

　　優(yōu)點(diǎn)：測量不受介質(zhì)密度和粒度的影響。

　　缺點(diǎn)：灰塵容易落入機(jī)內(nèi)，影響測量結(jié)果；機(jī)器磨損嚴(yán)重，需要經(jīng)常維護(hù)，費(fèi)用高；重錘容易被物料掩埋，出現(xiàn)錘尖、皮帶斷裂等故障。

　　2、電容式液位計(jì)的原理是在料倉的電極與料倉壁之間插入一個(gè)電容器。當(dāng)料倉內(nèi)料位變化引起電容變化時(shí)，通過轉(zhuǎn)換電路得到相應(yīng)的控制信號。

　　優(yōu)點(diǎn)：無機(jī)械磨損，安裝維修方便；根據(jù)測量范圍的大小和控制方式，電極設(shè)計(jì)為桿（棒）式或鋼索（重型鋼索）式，可適用于各種料倉；價(jià)格低。

　　缺點(diǎn)：如果電極（探頭）或倉壁上有物料粘附，往往會(huì)導(dǎo)致控制器失靈，從而影響測量效果。應(yīng)定期檢查和驗(yàn)證探頭和料位開關(guān)的操作。

　　3、防轉(zhuǎn)液位計(jì)的基本原理是同步微電機(jī)減速后，帶動(dòng)檢測葉片以2.5-5r/min的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)被測物料料位上升，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)受阻時(shí)，檢測機(jī)構(gòu)繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。移位。位移先使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出料位信號。然后另一個(gè)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，使其停轉(zhuǎn)。

　　優(yōu)點(diǎn)：交換機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便；價(jià)格低。

　　缺點(diǎn)：不適合在高溫下工作。

　　2.非接觸式測量儀器

　　1、γ射線液位計(jì)的工作原理是在倉體一側(cè)設(shè)置同位素源，另一側(cè)設(shè)置檢測器。同位素源以定向方式向探測器發(fā)射 γ 射線。如果倉庫中的料位低于它，則檢測器檢測到物料為空。信號;如果物質(zhì)水平高于它，物質(zhì)將阻擋和吸收伽馬射線，并獲得物質(zhì)全信號。

　　優(yōu)點(diǎn)：日常運(yùn)維工作量小，操作簡單；根據(jù)料倉的形狀和工藝要求，γ射線液位計(jì)可以安裝在不同的位置。

　　缺點(diǎn)：放射源污染環(huán)境；放射源衰減使料位控制不可靠。

　　2、超聲波物位計(jì)主要是利用回波測距原理，通過測量換能器發(fā)射和接收聲波的時(shí)間來計(jì)算換能器到物料表面的距離。該液位計(jì)適用于塊狀、粒狀固態(tài)物位測量。

　　優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，運(yùn)行可靠，維修少；有競爭力的價(jià)格。

　　缺點(diǎn)：超聲波必須借助媒體傳播。水泥廠的料位測量通常以空氣作為傳播介質(zhì)，空氣溫濕度的變化會(huì)影響超聲波的傳播速度。因此，在一些有溫度、壓力、蒸汽等的場合，料位計(jì)不能正常工作；筒倉空氣中的粉塵也會(huì)使超聲波信號衰減，影響測量效果；由于下料時(shí)粉倉料位表面非常松散，超聲波信號衰減較大，因此粉倉料位的測量效果較差。

　　3、雷達(dá)液位計(jì)利用回波測距原理。它的喇叭形或桿狀天線向被測材料表面發(fā)射微波。當(dāng)微波傳播到相對介電率不同的材料表面時(shí)，被反射并被天線接收。發(fā)射波和接收波之間的時(shí)間差與材料表面和天線之間的距離成正比，通過測量傳播時(shí)間可以知道距離。

　　優(yōu)點(diǎn)：由于微波是一種電磁波，以光速傳播，不受介質(zhì)特性的影響，所以在一些有溫度、壓力、蒸汽等的場合，超聲波液位計(jì)不能正常工作，但可以使用雷達(dá)液位計(jì)；這種液位計(jì)大部分是兩線制的集成產(chǎn)品，節(jié)省了大量的線纜；軟件調(diào)試