液位計(jì)經(jīng)過(guò)不斷的努力和探索，科技工作者已開(kāi)發(fā)出了種類(lèi)繁多、各具特色的液位儀表。尤其是近二十年來(lái)，隨著微處理器的引入，測(cè)量?jī)x表更是發(fā)生了革命性的變化。液位計(jì)的量程從幾米到幾十米，測(cè)量精度亦大大提高】。根據(jù)液位測(cè)量所涉及的液體存儲(chǔ)容器、被測(cè)介質(zhì)以及工藝過(guò)程的不同，液位計(jì)類(lèi)型的選用也不同。在進(jìn)行液位測(cè)量前，必須充分了解液位測(cè)量的工藝特點(diǎn)，以此作為液位計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的參考因素。
早期的液位測(cè)量?jī)x表大多采用機(jī)械原理，通過(guò)測(cè)量某些物理參數(shù)，達(dá)到液位測(cè)量的目的問(wèn)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，發(fā)展了許多新的測(cè)量原理，一批具有智能控制功能、可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量、精度高、穩(wěn)定性好的液位計(jì)相繼問(wèn)世，并應(yīng)用到越來(lái)越多的工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域，如基于超聲波、雷達(dá)、光纖等技術(shù)的液位測(cè)量?jī)x。根據(jù)工作原理的不同液位計(jì)可分為如下幾種：
（1）直讀液位計(jì)，如圖1-1所示。其中，1-被測(cè)容器；2-玻璃管；3-標(biāo)尺；4、5-閥；6、7-連通管。
直讀式液位測(cè)量方法直接用與被測(cè)容器連通的玻璃管或玻璃板來(lái)顯示容器中的液位高度，它是最原始但仍應(yīng)用較多的一種液位測(cè)量?jī)x表；另外，利用浸入式刻度鋼皮尺直接測(cè)量液位高度的人工檢尺法也是應(yīng)用較廣泛的液位計(jì)量方法，尤其是在大型油罐儲(chǔ)油量的測(cè)量中，也可把它用作現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)其他測(cè)量?jī)x表的參考手段。其精度一般為2mm的人為誤差。此種方法有測(cè)量簡(jiǎn)單、直觀、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)量量程有限，且不適于惡劣環(huán)境中的測(cè)量。
（2）浮子液位計(jì)，如圖1-2所示。其中，1-浮球；2-連桿；3-轉(zhuǎn)軸；4-平衡重；5-杠桿。
利用浮子的比重比所測(cè)液體的比重稍小的特點(diǎn)，使浮子漂在液面上并隨液面的升高或下降來(lái)反映液位，它也是一種應(yīng)用最早并且應(yīng)用范圍很廣的液位測(cè)量?jī)x表；將浮子用一條多孔鋼帶連接至一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩裝置或平衡錘上，由浮子的重量帶動(dòng)多孔鋼帶通過(guò)齒輪裝置推動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器作現(xiàn)場(chǎng)顯示，還可連接電動(dòng)變送器，獲得遠(yuǎn)距離顯示。由于滑輪機(jī)械裝置的摩擦力和鉚帶重量，測(cè)量誤差一般約為士（4-10）mm。
（3）靜壓液位計(jì)，如圖1-3所示。其中，1-過(guò)濾器；2-減壓閥；3-節(jié)流元件；4-轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5-變送器。
利用液柱對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力，測(cè)量該定點(diǎn)壓力或測(cè)量該點(diǎn)與另一參考點(diǎn)的壓差而間接測(cè)量液位的儀表；主要應(yīng)用于測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)合。
（4）電磁液位計(jì)
這種測(cè)量方式是將液位的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化，從而對(duì)液位進(jìn)行間接測(cè)量，如電容式、電感式和電阻式液位計(jì)等。
電容式液位測(cè)量原理如圖1-4所示。
圖1-4中，電容由兩塊同心的圓柱面極板組成，電容式液位測(cè)量是根據(jù)電容量與被測(cè)液體和氣相介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、電容傳感器浸入液體的深度、電容傳感器垂直高度、內(nèi)外極板圓柱底面半徑之間的關(guān)系，由已知的其他數(shù)值得出所測(cè)液位高度值。電容式液位計(jì)價(jià)格低，安裝容易，且可以應(yīng)用于高溫、高壓的場(chǎng)合。但電容液位計(jì)測(cè)量重復(fù)精度較低，需定期維修和重新標(biāo)定，工作壽命也不長(zhǎng)。
電阻式液位測(cè)量方法特別適用于導(dǎo)電液體。敏感器件具有電阻特性，其電阻值隨液位的變化而變化，因此將電阻變化值傳送給二次電路即得到液位高度值。
電感式液位測(cè)量方法同樣適用于導(dǎo)電液體的液位測(cè)量，特別是液態(tài)金屬。其原理是：液位變化使得電感元件的自感、互感或?qū)Т怕拾l(fā)生變化，故將該變化量送往二次
電路即可得到相應(yīng)的液位數(shù)值。電感式測(cè)量應(yīng)用最廣泛的是高頻液位計(jì)。該液位計(jì)的測(cè)量原理是，頻率調(diào)制信號(hào)通過(guò)射頻電纜耦合到傳輸線傳感器諧振回路，諧振回路的輸出電壓經(jīng)過(guò)檢波電路和射頻電纜傳送給低通濾波器，然后根據(jù)低通濾波器的輸出電壓控制調(diào)諧電路，產(chǎn)生新的振蕩頻率，直到傳感器諧振電路處于完全諧振狀態(tài)為止，則此時(shí)的振蕩頻率即與傳感器的電感量相對(duì)應(yīng)，從而與液位相對(duì)應(yīng)。
以上3種方法都是利用液位傳感器的電參數(shù)產(chǎn)生變化的方法來(lái)測(cè)量液位的。這種測(cè)量方法原理簡(jiǎn)單、易于操作、成本低廉，但精度較低、可靠性差，已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量中對(duì)測(cè)量精度和儀器可靠性的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于新技術(shù)的液位計(jì)發(fā)展越來(lái)越快。
（5）超聲波液位計(jì)
超聲波液位儀是非接觸測(cè)量中發(fā)展最快的一種。該技術(shù)基于超聲波在空氣中的傳播速度及遇到被測(cè)物體表面產(chǎn)生反射的原理?？蓪?shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量、測(cè)量范圍寬、并且測(cè)量不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性等的影響，因此它的適用范圍非常廣泛，包括水渠、油罐、粘稠、腐蝕性及有毒液體等的液位測(cè)量中。我國(guó)從九十年代初開(kāi)始，將超聲測(cè)距技術(shù)應(yīng)用到河流、湖泊、水、渠等水體的水位測(cè)量中，以及油、漿等液體的液位測(cè)量中。超聲液位測(cè)量技術(shù)在越來(lái)越多的領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。
（6）雷達(dá)液位儀
連續(xù)式微波液位儀通常采用調(diào)頻雷達(dá)原理，利用同步調(diào)頻脈沖技術(shù)，微波發(fā)射和接收器安裝在罐頂，向液面發(fā)射頻率調(diào)制的微波信號(hào)。當(dāng)接收到回波信號(hào)時(shí)，由于來(lái)回傳播的時(shí)間延遲，發(fā)射頻率已改變了。將兩者信號(hào)混合處理，所得信號(hào)的頻差與罐頂?shù)揭好嬷g的距離成正比。
（7）光纖液位儀
其測(cè)量原理與超聲波液位計(jì)類(lèi)同，只是用光波代替超聲波。即光源發(fā)射激光，經(jīng)被測(cè)液面反射，接收反射光后，將從發(fā)射至接收的時(shí)間換算成液位。激光的光束是很窄的，在液位計(jì)中通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成約20mm寬的光束，這樣可使反射光易于被傳感器接收。
（8）Y射線液位計(jì)
該技術(shù)基于y射線對(duì)不同物質(zhì)產(chǎn)生不同衰減的理論，將放射源鉆-60或艷-137置于一個(gè)防護(hù)容器內(nèi)，放在被測(cè)容器的一側(cè)，在其對(duì)面，裝有一個(gè)檢測(cè)器，當(dāng)Y射線穿透容器時(shí)，會(huì)發(fā)生衰減，衰減率取決于被測(cè)液體的密度、吸收系數(shù)和厚度。液位越高，衰減越大，接收器將Y射線量變?yōu)楣饷}沖信號(hào)，再由光電倍增管轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)。液位與Y射線衰減量是非線性關(guān)系，必須進(jìn)行標(biāo)定。
（9）小型液位開(kāi)關(guān)
在液位計(jì)智能化的同時(shí)，出現(xiàn)了一些基于新檢測(cè)原理，由新型電子部件構(gòu)成的小型現(xiàn)場(chǎng)液位開(kāi)關(guān)。較典型的是利用超聲波穿透空氣及液體時(shí)衰減率的顯著差別來(lái)檢測(cè)液面的超聲液位開(kāi)關(guān)；利用空氣和液體對(duì)振動(dòng)體的阻尼差別來(lái)檢測(cè)液位的振動(dòng)式液位開(kāi)關(guān)；以及利用空氣和液體電導(dǎo)率的不同來(lái)檢測(cè)液位的電導(dǎo)式液位開(kāi)關(guān)。傳統(tǒng)液位計(jì)逐漸被這些新型液位計(jì)所取代。新型液位計(jì)無(wú)論是在精度、穩(wěn)定性，還是在智能測(cè)量方面都比傳統(tǒng)液位計(jì)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，是今后液位計(jì)的發(fā)展方向。其中，超聲波液位計(jì)以其低成本、高精度、非接觸測(cè)量、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)受到廣泛青睞，發(fā)展出了適應(yīng)于不同場(chǎng)合的超聲波液位計(jì)，廣泛應(yīng)用于石油化工、航天航空、水利、氣象、環(huán)保、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品飲料等多個(gè)領(lǐng)域。
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