常見(jiàn)物位測量?jì)x表的工作原理和適用性

隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展和自動(dòng)化要求的提高，為解決在物料儲藏和運輸過(guò)程中可靠、準確進(jìn)行物位測量的問(wèn)題，各種物位測量?jì)x表不斷涌現，性能也不斷提升。其中進(jìn)行高、低位檢測的稱(chēng)之為料位開(kāi)關(guān)，有：音叉式、振動(dòng)棒式、阻旋式、電容式、浮球式。進(jìn)行連續料位測量的有：射頻電容式、超聲波式、雷達式、壓力式，這些方法都有各自的適用范圍。一般根據不同工況環(huán)境（如粉塵、高溫、高壓、易爆、腐蝕性環(huán)境等等）及物位檢測方法的適用性來(lái)作為選用的依據。本文就常見(jiàn)物位測量?jì)x表的工作原理和適用性進(jìn)行介紹，希望對用戶(hù)有所幫助。

一、振棒料位開(kāi)關(guān)

振棒料位開(kāi)關(guān)的振動(dòng)棒是一個(gè)電子線(xiàn)路進(jìn)行激勵并保持共振，當被測介質(zhì)到達并部分覆蓋住振棒料位開(kāi)關(guān)的探頭時(shí)，振棒料位開(kāi)關(guān)的振動(dòng)阻尼突然增強，這種振動(dòng)參數的改變將通過(guò)檢測回路觸發(fā)繼電器，從而為物位控制提供了上、下限開(kāi)關(guān)信號。

目前，振棒料位開(kāi)關(guān)分單棒振棒料位開(kāi)關(guān)和雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)兩種，相比單棒振棒料位開(kāi)關(guān)，雙棒振棒料位開(kāi)關(guān)的靈敏度更好，檢測更可靠。贛特儀表GTYC02振棒料位開(kāi)關(guān)是雙管設計的棒狀料位開(kāi)關(guān)，其振動(dòng)探頭采用內外嵌套設置的雙管設計，產(chǎn)品采用壓電器件實(shí)現振動(dòng)的驅動(dòng)與檢測，使內外管在一致的諧振頻率下產(chǎn)生共鳴。當振動(dòng)棒與被測物料接觸時(shí)，接觸物料的外管諧振頻率發(fā)生變化，從而破壞內外管的共鳴條件，產(chǎn)生信號變化進(jìn)而輸出開(kāi)關(guān)信號。

二、阻旋料位開(kāi)關(guān)

阻旋料位開(kāi)關(guān)利用傳動(dòng)軸與離合器相連接，在未接觸物料時(shí)，馬達保持正常運轉，當葉片感到物料阻力時(shí)，馬達停止轉動(dòng)，機構同時(shí)輸出一節點(diǎn)信號而測出料位的高度。

適用性：軸端密封的好壞對阻旋料位開(kāi)關(guān)的壽命影響最大。一般進(jìn)口產(chǎn)品可以在密度為0.5g/cm3的環(huán)境下使用，即一般礦粉、水泥、粉煤灰均可使用。由于其測量阻力，對扭矩要求一般在0.5~1.0kg•cm可調，故對葉片上少量附著(zhù)無(wú)影響。贛特儀表GTZX標準型阻旋料位開(kāi)關(guān)采用進(jìn)口電機、微動(dòng)開(kāi)關(guān)及軸承，材質(zhì)上選用304/316L不銹鋼或碳鋼，適用于大多數固體顆粒的粉末測量。

三、電容式料位開(kāi)關(guān)

利用感應棒（電極），以物料為介質(zhì)，感應棒與桶壁（對地電極）間之電容量，當感應棒被物料覆蓋，則電容漸増，當達到開(kāi)關(guān)內部設定線(xiàn)路匹配值時(shí)，線(xiàn)路產(chǎn)生高頻諧振，檢出諧振信號，轉成開(kāi)關(guān)信號。

四、音叉料位開(kāi)關(guān)

音叉料位開(kāi)關(guān)的探頭基于音叉式設計，采用壓電器件實(shí)現叉體的振動(dòng)驅動(dòng)與檢測。不接觸物料時(shí)，音叉在諧振頻率下產(chǎn)生自由振動(dòng)，當音叉與被測物料接觸時(shí)，音叉的振動(dòng)振幅明顯減小，壓電檢測器件的輸出信號幅度隨之減小，信號變化由智能電路檢測分析并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號。

適用性：音叉料位開(kāi)關(guān)是一種專(zhuān)用于測量粉末和細小顆粒的固體料位開(kāi)關(guān)。上海贛特儀表GTYC01音叉料位開(kāi)關(guān)可測物料密度達0.008g/cm3，特別適合超低密度的料位測量，具有廣泛的適應性可靠性。

五、音叉液位開(kāi)關(guān)

音叉液位開(kāi)關(guān)采用壓電器件實(shí)現叉體的振動(dòng)驅動(dòng)與檢測。當叉體與被測液體接觸時(shí)，叉體的諧振頻率明顯降低，振動(dòng)頻率的變化直接反應在壓電檢測器件的輸出信號上，檢測電路對頻率的變化進(jìn)行判別并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號。

上海贛特儀表GTYC01音叉液位開(kāi)關(guān)是一種高可靠性緊湊型的專(zhuān)用于液位測量的控制開(kāi)關(guān)。音叉長(cháng)度僅有40mm，不僅適用于容器、儲罐、槽罐中的液位測量，而且適用于導管的液位測量。同時(shí)，基于檢測叉體浸泡于介質(zhì)時(shí)振動(dòng)頻率變化的設計原理，產(chǎn)品可測量介質(zhì)密度低至0.5g/cm3，不僅適用于鹽酸、硫酸、硝酸、堿液、工業(yè)廢水、糖漿、藥液等液位測量，而且特別適用于有泡沫、氣泡、粘稠液體以及振動(dòng)干擾的復雜測量場(chǎng)合。

六、超聲波液位計

由換能量將功率脈沖轉換為超聲波，射向料面，經(jīng)料面反射后進(jìn)入超聲波檢測裝置，再由換能量將超聲波轉換為電信號。二次儀表根據發(fā)射脈沖與接受脈沖之間的時(shí)間差和介質(zhì)中的傳播速度，計算出料位。

適用性：由于其傳播速度受傳播介質(zhì)振動(dòng)、噪音影響較大，并且其元件受溫度影響大，故不能在粉塵、高溫場(chǎng)合使用，往往用于明渠、水處理較多。上海贛特儀表GTCS551隔爆型超聲波液位計能夠用于腐蝕性或爆炸性場(chǎng)合的液位測量。

七、雷達物位計

雷達物位計的原理與一般雷達一樣，是建立在電波在空氣以恒定速度c傳播這一基點(diǎn)上，反射出口到被測料面距離為H，則電波發(fā)出到達料面再反射回到接收端，所需時(shí)間t=2H/c，若能直接測量時(shí)間t，馬上可以算出距離H。

但電波傳輸速度c=108m/s非常大，在距離較小時(shí)，t非常短暫，很難直接準確測量，必須借助于其他技術(shù)手段，例如在脈沖式測距雷達中，借助于脈沖壓縮技術(shù)來(lái)提高分辨率。另外的方法是采用連續波調頻法，使發(fā)射電波的頻率連續快速地變化，利用瞬時(shí)發(fā)射頻率與回波頻率之差來(lái)?yè)Q算距離，由于這種技術(shù)適合于短距離測量，所以多數雷達料位計均采用調頻連續波。

適用性：雷達物位計特別適合于高粘度或高污染度的物料。例如瀝青、重油等，并且由于其測量重復精度高，無(wú)需定期維修或重新標定，測量精度也較高，一般能達到±1cm。一般瀝青庫均可以采用雷達物位計，避免了其他接觸式測量方法常常會(huì )出現的粘住、卡死、不可靠的問(wèn)題。一次投資雖多，因為免維護，總的使用成本較低。上海贛特儀表系列雷達物位計有高頻、低頻脈沖和調頻連續波等多種型號，能夠在多種工況下使用。

八、壓力式液位計

通過(guò)壓力法蘭感應器將受到的壓力通過(guò)毛細管傳到變送器，變送器有一個(gè)變電容的密封的傳感器腔，當毛細管將壓力傳遞至壓力腔，將引起壓力膜片位移，傳感膜片和兩電容極板之間的電容差由電子部件轉換為對應電信號輸出，由于液位壓力與液面高成正比例，故此電信號經(jīng)標定后即準確反映液位變化。

適用性：只適用于液體，例如立式瀝青罐，油罐等。安裝要求方便。