第八讲 液位检测仪表
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液位测量仪表
3、液位测量仪表
3.2、直读式液位计
直读式液位计是将 指示液位用的玻璃管或 特制的玻璃板接于被测 容器，根据连通管原理， 从玻璃管或玻璃板上的 刻度读出液位的高度。 直读式液位计结构简单、 直观，但只能就地读数， 不能远传。
3、液位测量仪表
3.3
差压式液位计
差压式液位计是利用容器内液位改变时，由液柱产 生的静压也相应发生变化的原理进行工作的，液位越高， 静压越大。这样就把测量液位高度的问题转换为测量差 压的问题了。因此，采用各种类型的差压变送器（液位 变送器）都可以测量容器液位的高度。
3.6.4 雷达液位计的维护
ห้องสมุดไป่ตู้
雷达液位计主要由电子元件和天线构成，无可动 部件，在使用中的故障极少。使用中偶尔遇到的 问题是，贮槽中有些易挥发的有机物会在雷达液 位计的喇叭口或天线上结晶，对它们只要定期检 查和清理即可，维护量少。 在日常维护中，可以用PC机远程观察反射波曲线 图，对于后来可能新产生的干扰波，可以利用液 位计有识别虚假波的功能，除去这些干扰反射波 的影响，保证准确测量。
3.6.3 雷达液位计安装
雷达液位计能否正确测量，依赖于反射波的信号。如果在所选择安装 的位置，液面不能将电磁波反射回雷达天线或在信号波的范围内有干 扰物反射干扰波给雷达液位计，雷达液位计都不能正确反映实际液位。 因此，合理选择安装位置对雷达液位计十分重要，在安装时应注意以 下几点： (1)雷达液位计天线的轴线应与液位的反射表面垂直。 (2)槽内的搅拌阀、槽壁的黏附物和阶梯等物体，如果在雷达液位 计的信号范围内，会产生干扰的反射波，影响液位测量。在安装时要 选择合适的安装位置，以避免这些因素的干扰。 (3)喇叭型的雷达液位计的喇叭口要超过安装孔的内表面一定的距 离(>10mm)。棒式液位计的天线要伸出安装孔，安装孔的长度不能超过 100mm。对于圆型或椭圆型的容器，应装在离中心为1/2R(R为容器半径) 距离的位置，不可装在圆型或椭圆型的容器顶的中心处，否则雷达波 在容器壁的多重反射后，汇集于容器顶的中心处，形成很强的干扰波， 会影响准确测量。 (4)对液位波动较大的容器的液位测量，可采用附带旁通管的液位 计，以减少液位波动的影响。 安装完毕以后，可以用调试软件的 PC机观察反射波曲线图，来判 断液位计安装是否恰当，如不恰当，则进一步调整安装位置，直到满 意为止。
第八章液位测量ppt课件
2.浮沉式光纤液位计
②光纤光路部分 由光源，等强度分束器，光纤和光电检测器组
成。 两组光纤分别安装在齿盘上下两边，每当齿盘
转过一个齿，上下光纤光路就被切断一次，各 自产生一个相应的光脉冲信号。由于对两组光 纤的相对位置作了特别的安排，从而使得两组 光纤光路产生的光脉冲信号在时间上有一很小 的相位差。 通常，导先的脉冲信号用作可逆计数器的加、 减指令信号，而另一光纤光路的脉冲信号用作 计数信号。
2024年8月3日10时53分
1
8.1 差压式液位测量法
1.液位测量
3）测量方法的选择: 选择合适的测量方 法不仅要求能够获得最大信号量，同时还 应该考虑信号传送过程对被测液体安全性 等方面的影响(如电源、光辐射可能加热 低温液体或引爆易燃液体等)，考虑被测 液体对敏感元件的污染、腐蚀以及所需仪 表的成本、用户的使用条件等具体情况。
1 s g L 2 S g H
采用保温措施，ρ1=ρ2=ρw,那么有
p w s gL H
即得:
H
L
w
1
s
g
p
2024年8月3日10时53分
7
8.1 差压式液位测量法
3.用差压式液位计测量锅炉汽包水位
2）误差分析 汽包压力p的影响: 汽包压力p上升,(pw-ps)下降,下降.
2024年8月3日10时53分
15
8.3 电阻式液位测量法
1.电接点液位计
结构：测量筒，电接点，指示灯，电源。 工作原理：利用物质液态和气态的电阻率
相差悬殊的特性指示液位，原理图如下： 8-3-1 特点：不受被测液体的压力、温度、密
度的影响，非连续测量。 应用：锅炉、太阳能热水器等。
2024年8月3日10时53分
②光纤光路部分 由光源，等强度分束器，光纤和光电检测器组
成。 两组光纤分别安装在齿盘上下两边，每当齿盘
转过一个齿，上下光纤光路就被切断一次，各 自产生一个相应的光脉冲信号。由于对两组光 纤的相对位置作了特别的安排，从而使得两组 光纤光路产生的光脉冲信号在时间上有一很小 的相位差。 通常，导先的脉冲信号用作可逆计数器的加、 减指令信号，而另一光纤光路的脉冲信号用作 计数信号。
2024年8月3日10时53分
1
8.1 差压式液位测量法
1.液位测量
3）测量方法的选择: 选择合适的测量方 法不仅要求能够获得最大信号量，同时还 应该考虑信号传送过程对被测液体安全性 等方面的影响(如电源、光辐射可能加热 低温液体或引爆易燃液体等)，考虑被测 液体对敏感元件的污染、腐蚀以及所需仪 表的成本、用户的使用条件等具体情况。
1 s g L 2 S g H
采用保温措施，ρ1=ρ2=ρw,那么有
p w s gL H
即得:
H
L
w
1
s
g
p
2024年8月3日10时53分
7
8.1 差压式液位测量法
3.用差压式液位计测量锅炉汽包水位
2）误差分析 汽包压力p的影响: 汽包压力p上升,(pw-ps)下降,下降.
2024年8月3日10时53分
15
8.3 电阻式液位测量法
1.电接点液位计
结构：测量筒，电接点，指示灯，电源。 工作原理：利用物质液态和气态的电阻率
相差悬殊的特性指示液位，原理图如下： 8-3-1 特点：不受被测液体的压力、温度、密
度的影响，非连续测量。 应用：锅炉、太阳能热水器等。
2024年8月3日10时53分
热工测量仪表ppt课件第8章液位测量
一、水位—差压转换原理
水位—差压转换装置又称平衡容器，其结构形式如 图所示，(a)为简单平衡容器，(b)为双室平衡容器， (c)为结构补偿式双室平衡容器。
第二节 差压水位计 1.简单平衡容器 1）公式对 图 (a) 中 所 示 简 单 平 衡 容 器 输 出 的 差 压
为 p p p， 按照流体静力学原理，有
4)如何确定L
根据差压计的量程上限 p来max确定 值L。
p在x
H和工H作0 压力为补偿范围下限压力
平衡容器输出最大，故有
时，
lpmax(L
lwx g
H0)
Lsx
H0
g
(L
l
)
s
g
5)结构补偿式双室平衡容器的作用
可使正常水位下差压输出Δp0受汽包压力变化影 响大大减少，但偏离正常水位ΔH时，影响无法
❖由于云母水位计温度低于汽包内温度，因此云母 水位计的示值水柱高度低于汽包重量水位高度。
第一节 云母水位计与双色水位计
4 云母水位计的特点： ❖最大优点：直接反映汽包水位，直观，可靠， ❖缺点：但只能就地监视，并且液位显示不够 清晰。
5 双色水位计 1 工作原理 ：
改进了云母水位计结构，辅以光学系统，利用 光从空气进入蒸汽或水产生不同的折射，使汽 水分界面显示成红、绿两色的分界面，显示清 晰，并有利于用工业电视等方式远传显示。
第二节 差压水位计
2.双室平衡容器
1）特点:温度补偿
p
2）公式
在图(b)所示的双室平衡容器 中，给固定水柱增装了蒸汽保温 室，使得固定水柱的温度达到了 汽包内的汽水温度，因而消除了 固定水柱非饱和状态时温度的影 响。其输出差压为
p p Lw g (H0 H )w g (L H0 H )s g
水位—差压转换装置又称平衡容器，其结构形式如 图所示，(a)为简单平衡容器，(b)为双室平衡容器， (c)为结构补偿式双室平衡容器。
第二节 差压水位计 1.简单平衡容器 1）公式对 图 (a) 中 所 示 简 单 平 衡 容 器 输 出 的 差 压
为 p p p， 按照流体静力学原理，有
4)如何确定L
根据差压计的量程上限 p来max确定 值L。
p在x
H和工H作0 压力为补偿范围下限压力
平衡容器输出最大，故有
时，
lpmax(L
lwx g
H0)
Lsx
H0
g
(L
l
)
s
g
5)结构补偿式双室平衡容器的作用
可使正常水位下差压输出Δp0受汽包压力变化影 响大大减少，但偏离正常水位ΔH时，影响无法
❖由于云母水位计温度低于汽包内温度，因此云母 水位计的示值水柱高度低于汽包重量水位高度。
第一节 云母水位计与双色水位计
4 云母水位计的特点： ❖最大优点：直接反映汽包水位，直观，可靠， ❖缺点：但只能就地监视，并且液位显示不够 清晰。
5 双色水位计 1 工作原理 ：
改进了云母水位计结构，辅以光学系统，利用 光从空气进入蒸汽或水产生不同的折射，使汽 水分界面显示成红、绿两色的分界面，显示清 晰，并有利于用工业电视等方式远传显示。
第二节 差压水位计
2.双室平衡容器
1）特点:温度补偿
p
2）公式
在图(b)所示的双室平衡容器 中，给固定水柱增装了蒸汽保温 室，使得固定水柱的温度达到了 汽包内的汽水温度，因而消除了 固定水柱非饱和状态时温度的影 响。其输出差压为
p p Lw g (H0 H )w g (L H0 H )s g
《液位检测仪表》PPT课件
（2）非导电液体的电容式液位计
液位为H时，总电容量为：
C 2H 20 (L H )
ln D
ln D
d
d
液位为0时，总电容量为：
C0
20 L
ln D
d
当液位从0上升到H时，
电容的变化
非导电液体的电容式液位计原理图 1-内电极；2-外电极；3-绝缘套；4-流通小孔
Cx
C C0
2 ( 0 )H
外参考管法
3 3
3
9.3.3 压力容器水位测量
9.7.3 压力容器水位测量
参考差压计法
压力容器P 顶 (部H与底h)部 V的压h差L
水位高度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
h P HV L V
并且
P P1 P2
h P1 P2 H V L V
P1
P
H
' L
P2
H
' L
大亚湾核电站堆芯水位测量（A，B） 窄量程差压计：主泵停转情况下自然循环时。 宽量程差压计：主泵运转情况下。 参考差压计：消除窄、宽量程差压计中参考液柱项。
P p1 gh
于是
P p1
P P P gh
因此抵消了容器上部压力变化对 测量的影响。
安装方式：导压管、法兰式。
零点迁移问题 产生原因：由于取压口和差压变送器的安装位置不同造成 液位仪表存在零点迁移问题。
（1）无迁移 特征：差压变送器的正压室取 压口正好与容器的最低液位处 于同一水平位置。作用于变送 器正、负压室的差压ΔP与液 位高度H的关系为ΔP=Hρg。
ln D
KH
d
其中，0 ——空气介电常数； D, d ——分别为外电极内径和内电极外径。
液位计课件
在食品医药生产中，液位计可用于监测液体原料、半成品和成品的 液位，保证产品质量和生产效率。
冶金矿山行业
在冶金矿山行业中，液位计可用于监测矿浆、冶炼液等液体的液位 ，提高生产效率和资源利用率。
市政工程中的应用案例
给排水系统
在城市给排水系统中，液位计可用于监测水池、水塔等设备中的液位，确保供水 和水处理过程的正常运行。
感谢您的观看
THANKS
安装调试流程及注意事项
安装前准备
检查液位计的外观和配件是否完好， 阅读使用说明书，了解安装要求。
安装过程
按照说明书的要求，将液位计安装在 合适的位置，确保连接牢固、密封性 好。
调试步骤
在安装完成后，进行系统调试，包括 液位计的零点、量程调整以及与控制 系统的连接调试。
注意事项
在安装和调试过程中，要注意安全， 避免发生意外事故；同时，要保证液 位计的准确性和可靠性。
工作原理及特点
工作原理
不同类型的液位计工作原理不同，如 浮力式液位计利用浮力原理测量液位 ，压力式液位计通过测量液体压力推 算液位等。
特点
液位计具有高精度、高稳定性、高可 靠性等特点，能够满足不同领域和场 合的测量需求。
应用领域及市场需求
应用领域
液位计广泛应用于石油、化工、电力、食品等工业领域，以及污水处理、环保 工程等市政领域。
性能评估
根据测试结果，评估液位计的性 能是否满足要求。
优化建议
针对性能不足之处，提出优化建 议，如改进制造工艺、提高传感
器精度等。
05
液位计应用案例分析
工业生产过程中的应用案例
石油化工行业
在石油化工生产过程中，液位计用于监测储罐、反应釜等设备中 的液位，确保生产过程的稳定性和安全性。
冶金矿山行业
在冶金矿山行业中，液位计可用于监测矿浆、冶炼液等液体的液位 ，提高生产效率和资源利用率。
市政工程中的应用案例
给排水系统
在城市给排水系统中，液位计可用于监测水池、水塔等设备中的液位，确保供水 和水处理过程的正常运行。
感谢您的观看
THANKS
安装调试流程及注意事项
安装前准备
检查液位计的外观和配件是否完好， 阅读使用说明书，了解安装要求。
安装过程
按照说明书的要求，将液位计安装在 合适的位置，确保连接牢固、密封性 好。
调试步骤
在安装完成后，进行系统调试，包括 液位计的零点、量程调整以及与控制 系统的连接调试。
注意事项
在安装和调试过程中，要注意安全， 避免发生意外事故；同时，要保证液 位计的准确性和可靠性。
工作原理及特点
工作原理
不同类型的液位计工作原理不同，如 浮力式液位计利用浮力原理测量液位 ，压力式液位计通过测量液体压力推 算液位等。
特点
液位计具有高精度、高稳定性、高可 靠性等特点，能够满足不同领域和场 合的测量需求。
应用领域及市场需求
应用领域
液位计广泛应用于石油、化工、电力、食品等工业领域，以及污水处理、环保 工程等市政领域。
性能评估
根据测试结果，评估液位计的性 能是否满足要求。
优化建议
针对性能不足之处，提出优化建 议，如改进制造工艺、提高传感
器精度等。
05
液位计应用案例分析
工业生产过程中的应用案例
石油化工行业
在石油化工生产过程中，液位计用于监测储罐、反应釜等设备中 的液位，确保生产过程的稳定性和安全性。
化工测量仪表课件(液位)
2013-10-16
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中国石油管道学院
19
二、特殊介质液位、料位的测量
1.腐蚀性、易结晶或高粘介质
法兰式差压变送器有单法兰、双 法兰、插入式、平法兰等结构形式 工作原理与差压式完全相同。 双法兰差压变送器的迁移量只与 取压位置和介质密度有关,与变送器 的安装位置无关。
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2013-10-16
中国石油管道学院
第二章 静压式液位计
第一节
测量原理
第二节
第三节
压力式液位计
差压式液位计
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2013-10-16
中国石油管道学院
12
第一节 测量原理
根据流体静力学原理可知，A、B两点的压差为
P PB PA Hg
P PB Hg
（2-2-1）
若容器为敞口容器，PA为大气压，则上式可写为： （2-2-2）
整个系统平衡时应满足 T = W - F （2-1-7）
F—浮子产生的浮力； W—浮子本身的重量； T—恒力弹簧对浮子的拉力。
钢带的线位移变为钉轮的角位移， 在钉轮轴上安装转角传感器或变送 器，可实现液位信号的远传。 适用于大型储罐。宽液位测量， 测量范围为0～20M，
2013-10-16 11
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任何一点液体压力等于表面压力加上液体密度 与重力加速度及液柱高度的乘积。 通过测量P 或Δ P来实现液位高度H 的测量。
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2013-10-16
中国石油管道学院
13
第二节 压力式液位计
一、用测压仪表测量
压力表或压力变送器与容器底部相连，由压力值可知液位的高度。 只有测压仪表的安装位置 与最低液位一致时，式（22-2）才成立。否则需对其 进行修正。 差压变送器测量 测量粘稠、易结晶或含有 颗粒液体的液位时，可采用 法兰式压力变送器
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19
二、特殊介质液位、料位的测量
1.腐蚀性、易结晶或高粘介质
法兰式差压变送器有单法兰、双 法兰、插入式、平法兰等结构形式 工作原理与差压式完全相同。 双法兰差压变送器的迁移量只与 取压位置和介质密度有关,与变送器 的安装位置无关。
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第二章 静压式液位计
第一节
测量原理
第二节
第三节
压力式液位计
差压式液位计
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第一节 测量原理
根据流体静力学原理可知，A、B两点的压差为
P PB PA Hg
P PB Hg
（2-2-1）
若容器为敞口容器，PA为大气压，则上式可写为： （2-2-2）
整个系统平衡时应满足 T = W - F （2-1-7）
F—浮子产生的浮力； W—浮子本身的重量； T—恒力弹簧对浮子的拉力。
钢带的线位移变为钉轮的角位移， 在钉轮轴上安装转角传感器或变送 器，可实现液位信号的远传。 适用于大型储罐。宽液位测量， 测量范围为0～20M，
2013-10-16 11
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任何一点液体压力等于表面压力加上液体密度 与重力加速度及液柱高度的乘积。 通过测量P 或Δ P来实现液位高度H 的测量。
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13
第二节 压力式液位计
一、用测压仪表测量
压力表或压力变送器与容器底部相连，由压力值可知液位的高度。 只有测压仪表的安装位置 与最低液位一致时，式（22-2）才成立。否则需对其 进行修正。 差压变送器测量 测量粘稠、易结晶或含有 颗粒液体的液位时，可采用 法兰式压力变送器
液位的测量讲解
但此类仪表成本高，使用维护不方便，射线对 人体危害性大 。
2019/6/10
液位计的选择原则
在进行测量工作时首先要解决的问题是：根据具体的测 量目标、测量对象以及测量环境合理地选用液位计。选用液 位计应主要考虑以下几个方面的问题：
1.应该考虑到测量介质的混浊度、粘滞度、腐蚀性； 2.测试方式，接触还是非接触； 3.外部环境的要求，如温湿度、振动频率、耐辐射； 4.安装方式，如轴向影响、便于安装替换、清洗、检修； 5.使用寿命； 6.输出信号，传输速率、距离、方式； 7.价格因素，有较高的性价比。
离连续测量和指示。
电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4
～20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，
输出信号形成为1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝
缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非导电
物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变
2019/6/10
液位计的种类很多，每一种传感器都有自己 的特点和各自的测温范围及适用场所。
我们在组建液位测量系统时，可以根据测量 范围、被测对象、测量精度及结构、功能、价格 等方面，选择相应的液位计进行检测。
2019/6/10
液位的各种测量方法及特点
1.直读式就是应用最普通的玻璃液位计，它的特 点是结构简单、价廉、直观，适于现场使用，易破损 ，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。
2019/6/10
四、电容式液位传感器类型、结构
1、传感器类型
（1）缆式 适用于各种导电水溶液的液位测量。如开口 容器、小口容器、深井、狭缝等场合。
2019/6/10
液位计的选择原则
在进行测量工作时首先要解决的问题是：根据具体的测 量目标、测量对象以及测量环境合理地选用液位计。选用液 位计应主要考虑以下几个方面的问题：
1.应该考虑到测量介质的混浊度、粘滞度、腐蚀性； 2.测试方式，接触还是非接触； 3.外部环境的要求，如温湿度、振动频率、耐辐射； 4.安装方式，如轴向影响、便于安装替换、清洗、检修； 5.使用寿命； 6.输出信号，传输速率、距离、方式； 7.价格因素，有较高的性价比。
离连续测量和指示。
电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4
～20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，
输出信号形成为1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝
缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非导电
物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变
2019/6/10
液位计的种类很多，每一种传感器都有自己 的特点和各自的测温范围及适用场所。
我们在组建液位测量系统时，可以根据测量 范围、被测对象、测量精度及结构、功能、价格 等方面，选择相应的液位计进行检测。
2019/6/10
液位的各种测量方法及特点
1.直读式就是应用最普通的玻璃液位计，它的特 点是结构简单、价廉、直观，适于现场使用，易破损 ，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。
2019/6/10
四、电容式液位传感器类型、结构
1、传感器类型
（1）缆式 适用于各种导电水溶液的液位测量。如开口 容器、小口容器、深井、狭缝等场合。
液位检测仪表.
模块3 液位控制系统的操作
四川省化工工程学校 秦向前
模块描述
▪ 操作贮槽液位控制系统。首先要熟悉整个 贮槽液位控制系统装置的工艺过程，明白 各种液位测量方法，通过数字显示仪表的 使用观测，会判别自动控制系统的变化。
学习目标
▪ 1.学会常用液位测量仪表的使用； ▪ 2.学会数字显示仪表的使用； ▪ 3.能识别自动控制系统的过渡过程及其指
象式 p gH 那么简单，可能存在仪表零
点迁移问题。
（1）、无迁移
当测量装置如所示时，差压计的正压室取压口
正好与容器的最低位（H=0）处在同一水平位置上。
液位H与压差p 之关系为 p Hg (1) H=0，p =0，变送器输出为起点值。
(2) H= Hmax ，p = pmax ，变送器输出为满量程。
六、射线式物位检测仪表
▪ 放射性同位素所放出的射线(如β射线、Y 射线等)穿过被测介质(液体或固体颗粒)因 被其吸收而减弱，吸收程度与物位有关。 利用这种方法可实现物位的非接触式检测。
差压式液位检测仪表（重点）
▪ 1、原理
▪
静压力式液位计只能用于测量敞口式
或常压容器，对于有压密封容器，其底部
的液体压力不但与液体高度有关，还与液
面上方气相介质压力有关。在工业过程中，
普遍用差压式液位计来测量储槽式反应罐
内的液位。
差压式液位计测量原理图
正压室：p Hg pw pA
负压室：p pw 式中：pw、pA —分别为液面上方气相压力
和容器底部的压力。
H—液位高度
—液体介质密度
g —重力加速度
正、负室压差为：
一、直读式物位检测仪表
▪ 这类仪表是利用连通 ▪ 器直接读出物位的高 ▪ 度，其中主要有玻璃 ▪ 管液位计和玻璃板液 ▪ 位计等思考与练习：▪ 1源自对于高黏度液体是否适用玻璃板式液 位计
四川省化工工程学校 秦向前
模块描述
▪ 操作贮槽液位控制系统。首先要熟悉整个 贮槽液位控制系统装置的工艺过程，明白 各种液位测量方法，通过数字显示仪表的 使用观测，会判别自动控制系统的变化。
学习目标
▪ 1.学会常用液位测量仪表的使用； ▪ 2.学会数字显示仪表的使用； ▪ 3.能识别自动控制系统的过渡过程及其指
象式 p gH 那么简单，可能存在仪表零
点迁移问题。
（1）、无迁移
当测量装置如所示时，差压计的正压室取压口
正好与容器的最低位（H=0）处在同一水平位置上。
液位H与压差p 之关系为 p Hg (1) H=0，p =0，变送器输出为起点值。
(2) H= Hmax ，p = pmax ，变送器输出为满量程。
六、射线式物位检测仪表
▪ 放射性同位素所放出的射线(如β射线、Y 射线等)穿过被测介质(液体或固体颗粒)因 被其吸收而减弱，吸收程度与物位有关。 利用这种方法可实现物位的非接触式检测。
差压式液位检测仪表（重点）
▪ 1、原理
▪
静压力式液位计只能用于测量敞口式
或常压容器，对于有压密封容器，其底部
的液体压力不但与液体高度有关，还与液
面上方气相介质压力有关。在工业过程中，
普遍用差压式液位计来测量储槽式反应罐
内的液位。
差压式液位计测量原理图
正压室：p Hg pw pA
负压室：p pw 式中：pw、pA —分别为液面上方气相压力
和容器底部的压力。
H—液位高度
—液体介质密度
g —重力加速度
正、负室压差为：
一、直读式物位检测仪表
▪ 这类仪表是利用连通 ▪ 器直接读出物位的高 ▪ 度，其中主要有玻璃 ▪ 管液位计和玻璃板液 ▪ 位计等思考与练习：▪ 1源自对于高黏度液体是否适用玻璃板式液 位计
《液位测量》课件
液位测量的重要性
液位测量在工业生产、化工、食品加 工、制药等领域具有广泛应用，对于 保证生产安全、控制产品质量、提高 生产效率等方面具有重要意义。
液位测量的应用领域
01 02
石油化工
在石油化工行业中，液位测量是关键的工艺控制参数，用于监测油罐、 反应器、精馏塔等设备中的液位高度和体积，以保证生产过程的稳定性 和安全性。
食品行业的液位测量
总结词
食品行业对卫生和安全要求高，需要可靠的液位测量 设备。
详细描述
在食品行业中，液位测量是保证生产过程卫生和安全 的关键环节之一。由于食品的易腐性和卫生要求，液 位测量设备需要具备高可靠性、易清洁和耐腐蚀等特 点。常用的液位测量方法包括超声波液位计、电容式 液位计和光学液位计等。
领域。
浮球液位计
总结词
结构简单、可靠性高、价格适中
VS
详细描述
浮球液位计是一种结构简单、可靠性高的 液位测量仪器，价格适中。它利用浮球与 容器内液位的同步变化来测量液位高度， 适用于各种液体介质，如水、油等。
压力液位计
总结词
测量准确、稳定性好、对温度和压力变化敏 感
详细描述
压力液位计是一种利用压力变化来测量液位 的仪器。它具有测量准确、稳定性好的特点 ，但对温度和压力变化较为敏感。压力液位 计通常用于测量液体介质的密度和体积等参 数。
电容测量法
总结词
利用液体的电特性来测量液位的方法 。
详细描述
电容测量法利用液体的电特性，通过 测量电容的变化来计算液位高度。这 种方法适用于导电液体，如电解质溶 液等，但不适用于非导电液体。
超声波测量法
总结词
利用超声波在液体中的传播特性来测量液位的方法。
详细描述
液位测量在工业生产、化工、食品加 工、制药等领域具有广泛应用，对于 保证生产安全、控制产品质量、提高 生产效率等方面具有重要意义。
液位测量的应用领域
01 02
石油化工
在石油化工行业中，液位测量是关键的工艺控制参数，用于监测油罐、 反应器、精馏塔等设备中的液位高度和体积，以保证生产过程的稳定性 和安全性。
食品行业的液位测量
总结词
食品行业对卫生和安全要求高，需要可靠的液位测量 设备。
详细描述
在食品行业中，液位测量是保证生产过程卫生和安全 的关键环节之一。由于食品的易腐性和卫生要求，液 位测量设备需要具备高可靠性、易清洁和耐腐蚀等特 点。常用的液位测量方法包括超声波液位计、电容式 液位计和光学液位计等。
领域。
浮球液位计
总结词
结构简单、可靠性高、价格适中
VS
详细描述
浮球液位计是一种结构简单、可靠性高的 液位测量仪器，价格适中。它利用浮球与 容器内液位的同步变化来测量液位高度， 适用于各种液体介质，如水、油等。
压力液位计
总结词
测量准确、稳定性好、对温度和压力变化敏 感
详细描述
压力液位计是一种利用压力变化来测量液位 的仪器。它具有测量准确、稳定性好的特点 ，但对温度和压力变化较为敏感。压力液位 计通常用于测量液体介质的密度和体积等参 数。
电容测量法
总结词
利用液体的电特性来测量液位的方法 。
详细描述
电容测量法利用液体的电特性，通过 测量电容的变化来计算液位高度。这 种方法适用于导电液体，如电解质溶 液等，但不适用于非导电液体。
超声波测量法
总结词
利用超声波在液体中的传播特性来测量液位的方法。
详细描述
液位测量仪表的分类及原理
液位测量仪表的分类及原理
玻璃式液位计：根据流体的连通器原理来测量液位。 差压式液位计：静力学原理，液面高度与容器底部压力 成正比。 浮力式液位计：浮在液面上的浮标随液面变化而升降。
电容式液位计：由液体的容器形成的电容，其值随液位 的高低的变化而变化。
电极式液位计：根据导电性液面达到某个电极位置发出 信号的原理。 辐射式液位计：液体吸收放射性物质后射线能量与液位 高低有一定关系。 超声波式液位计：利用声波在介质中传播的某些声学特 性进行测量。
因此，差压变送器正负压室的压力差 为
p p1 p2 gh
液位测量问题就转化为差压测量问题了。 但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时， 会产生附加的静压误差。就需要进行量程迁移和零点迁移。
(2)取压口低于容器底部 如图所示，当差压变送器的取压 口低于容器底部的时候，差压变 送器上测得的差压为 pA p2
p2 pA 因为：
h ρ h0 液位零面 pB p1
+-
p1 pB h0 g p A h g h0 g
所以： p p1 p2 gh gh0
液位测量的正迁移
为了使液位的满量程和起始值 仍能与差压变送器的输出上限 和下限相对应，就必须克服固 定差压ρgh0的影响，采用零点 迁移就可实现。
∴是负迁移，负迁移量为37.24kPa。
3 ．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
P g ( H h)
正迁移量为 gh
正迁移
变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0） 不在同一水平位置
正、负压室的压力分别为：
P P气 Hg h1 g
P P气
正、负压室的压差为：
单法兰式 双法兰式
玻璃式液位计：根据流体的连通器原理来测量液位。 差压式液位计：静力学原理，液面高度与容器底部压力 成正比。 浮力式液位计：浮在液面上的浮标随液面变化而升降。
电容式液位计：由液体的容器形成的电容，其值随液位 的高低的变化而变化。
电极式液位计：根据导电性液面达到某个电极位置发出 信号的原理。 辐射式液位计：液体吸收放射性物质后射线能量与液位 高低有一定关系。 超声波式液位计：利用声波在介质中传播的某些声学特 性进行测量。
因此，差压变送器正负压室的压力差 为
p p1 p2 gh
液位测量问题就转化为差压测量问题了。 但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时， 会产生附加的静压误差。就需要进行量程迁移和零点迁移。
(2)取压口低于容器底部 如图所示，当差压变送器的取压 口低于容器底部的时候，差压变 送器上测得的差压为 pA p2
p2 pA 因为：
h ρ h0 液位零面 pB p1
+-
p1 pB h0 g p A h g h0 g
所以： p p1 p2 gh gh0
液位测量的正迁移
为了使液位的满量程和起始值 仍能与差压变送器的输出上限 和下限相对应，就必须克服固 定差压ρgh0的影响，采用零点 迁移就可实现。
∴是负迁移，负迁移量为37.24kPa。
3 ．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
P g ( H h)
正迁移量为 gh
正迁移
变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0） 不在同一水平位置
正、负压室的压力分别为：
P P气 Hg h1 g
P P气
正、负压室的压差为：
单法兰式 双法兰式
液位仪表培训课件课件
液位仪表的应用场景
石油化工
用于油罐、反应釜、储油罐等容器内液体 或液化气体的高精度测量。
食品医药
用于饮料、乳品、制药等行业的液态食品 或药品的定量控制和监测。
水利水电
用于水库、水闸、水电站等水利设施的水 位监测和调度。
环境监测
用于湖泊、水库、河流等水体的水质监测 和环保监测。ຫໍສະໝຸດ 02液位仪表基础知识
智能化
智能化是液位仪表发展的一个 重要趋势，通过内置传感器和 智能化算法，实现液位自动检 测、数据远程传输和分析等功
能。
多样化
液位仪表的应用领域不断扩大 ，从传统的储罐、反应釜等设 备扩展到船舶、医药、化工等 领域，液位测量需求也日益多
样化。
液位仪表面临的挑战
测量精度
液位测量精度是液位仪表的核心指标之一，提高 测量精度是行业发展的重要方向。
分析原因
对故障原因进行分析，考虑可能的因 素，如环境、使用时间、维护情况等 。
05
04
故障定位
根据检查情况，进一步确定故障的具 体位置和影响范围。
液位仪表故障排查方法
观察法
通过观察液位仪表的外观、接口、线 路等，判断是否有明显的损坏或异常
情况。
排除法
通过对液位仪表的接口、线路等进 行逐一排查，排除其他可能的原因
液位仪表可以测量液体或液态物质的深度、高度和体积等参数，通常由传感器、 变送器和显示装置等组成。
液位仪表的分类
根据测量原理，液位仪表可分 为：浮力式、静压式、超声波 式、雷达式、磁致伸缩式等。
根据测量对象，液位仪表可分 为：敞开式和封闭式。
根据测量范围，液位仪表可分 为：微型、小型、中型、大型 等。
液位仪表的故障预防措施
液位仪表的组成_概述说明以及解释
液位仪表的组成概述说明以及解释1. 引言1.1 概述液位仪表是一种用于测量和监控液体或粉末物料的高度或容积的设备。
它在工业、环境监测以及实验室和科研领域中都有广泛的应用。
通过准确地测量液位信息，液位仪表帮助工程师和操作人员监控流体处理过程，并且对决策制定提供重要数据。
1.2 文章结构本文将详细介绍液位仪表的组成、工作原理以及不同类型的液位仪表。
在此基础上，我们将探讨液位仪表在工业、环境监测以及实验室和科研领域中的应用领域。
此外，我们还将提供关于选择和安装液位仪表时需要注意的事项，并给出维护保养建议。
最后，文章将总结液位仪表的重要性和应用价值，并展望未来该技术领域的发展方向。
1.3 目的本文旨在为读者提供一个全面了解液位仪表的起源、功能以及其在不同领域中的应用。
通过了解这些信息，读者可以更好地选择和使用液位仪表，并了解其在工业、环境监测以及实验室和科研领域中的重要性和前景。
此外，本文还将向读者传达正确选择、安装、维护和保养液位仪表的必要性，以确保其正常运行并提供准确可靠的测量数据。
2. 液位仪表的组成:液位仪表是用于测量和监控液体或粉体物料的高度或容量的工具。
它由多个主要部件组成，包括传感器、显示器、控制单元等。
2.1 主要部件:2.1.1 传感器: 传感器是液位仪表最关键的组成部分之一。
它能够检测液体或粉体物料与其相接触的界面位置，并将其转换为电信号。
常见的液位传感器包括浮子式传感器、压力式传感器、雷达式传感器等，根据不同的应用需求选择适合的传感器类型。
2.1.2 显示器: 显示器是另一个重要组件，用于展示液位信息。
根据不同型号和技术，显示器可以采用数字显示屏、模拟表盘或图形界面等形式来呈现实时液位数据。
2.1.3 控制单元: 控制单元负责处理传感器所测得的数据，并进行相关的计算和分析。
它还可以根据设定参数来控制各种警报装置或执行阀门操作，以确保液位处于安全范围内。
2.1.4 转换设备: 转换设备用于将传感器捕获到的物理量转换成可处理的电信号，如电流信号或数字信号。
液位仪工作原理
液位仪工作原理
液位仪是一种用于测量液体或固体物料的液位的仪器。
它通过测量液体或固体物料与液位仪传感器之间的压力差或电容变化来确定液位高度。
一种常见的液位仪工作原理是压力测量法。
液位仪上部装有一个压力传感器，下部浸入液体或固体物料中。
液位的上升会使液体或物料压力逐渐传递到传感器，并产生一个对应的压力信号。
传感器将这个信号转化为一个电信号，并通过仪表显示液位高度。
另一种常用的液位仪工作原理是电容测量法。
液位仪传感器中包含两个电极，它们之间的间隙中填充有液体或物料。
当液位上升时，填充在间隙中的液体或物料会改变电容值。
液位仪会通过测量电容变化来确定液位高度，并将结果显示在仪表上。
液位仪还可以采用其他工作原理，如超声波测量法、雷达测量法等。
超声波测量法利用超声波在液体与固体物料间的传播速度来测量液位高度。
雷达测量法则利用雷达波的传播时间来确定液位高度。
综上所述，液位仪的工作原理根据具体的传感器技术和测量方式有所不同，但都是通过测量液体或固体物料与液位仪传感器之间的物理量变化来确定液位高度。
液位测量工作原理
液位测量工作原理
液位测量工作原理基于液体的静压原理和传感器的测量能力。
它主要依靠液体的压力来推导液位的高度。
在液位测量装置中，传感器被放置在测量介质中，如液体。
传感器通常由压阻传感器或压力传感器组成。
液体的静压力会通过传感器转化为电信号输出，进一步转化为液位高度。
当液体在容器中增加时，液体的静压力也会随之增加。
传感器中的压阻传感器或压力传感器测量液体压力，并将其转变为相应的电信号。
电信号之后会进入微处理器中处理，并根据预先设定的校准曲线进行修正。
修正后的信号被传送给液位仪表，显示液位高度。
仪表基础知识——液位检测及仪表
3.液位检测及仪表在容器或工业设备中液体介质的高度叫液位；固体粉末或颗粒状物质的堆积高度叫料位；液体－液体或液体－固体的分界面叫界面。
液位、料位和界面的测量统称为物位测量。
液位，料位和界面的测量仪表分别称为液位计，料位计和界面计，统称为物位计。
3.1物位检测仪表的分类物位测量的目的在于正确地知道容器或工业设备中所储藏物质的容量或质量。
为了满足生产过程中各种条件和要求，测量物位的仪表种类很多。
而且随着科技的进步，还会不断产生新的检测方法和检测仪表。
按工作原理的不同，物位仪表主要有以下几种类型：（1）直读式物位仪表。
利用连通管原理制成。
这类仪表中主要有玻璃管液位计、玻璃板液位计等。
（2）浮力式物位仪表。
应用浮力原理制成。
液位测量仪表是对漂浮在液体上的浮子高度的测量或对浸没在液体中的浮子所受浮力的测量。
前者称为恒浮力法，后者称为变浮力法。
（3）差压式物位仪表。
它是利用物位的变化对某定点所产生的压力也发生变化的原理进行物位测量。
可以分为静压力式物位仪表和差压式物位仪表两种。
（4）电磁式物位仪表。
将物位的变化转换成电量的变化，通过测量这些电量的变化来测知物位。
（5）核辐射式物位仪表。
核辐射线透过物料时，其强度会随着介质层厚度而变化，利用这一特性实现物位的测量。
（6）声波式物位仪表。
物位的变化会引起声阻抗的变化，因此声波的遮断和声波反射距离也会不同，测出这些变化就可以测知物位。
（7）光学式物位仪表。
利用物位对光波的遮断和反射原理工作的物位仪表。
3.2 浮力式液位计浮力式液位计是利用浮力原理测量液位的，根据浮子所受浮力的不同又分为恒浮力式液位计和变浮力式液位计两种。
1.恒浮力式液位计恒浮力式液位计是利用被测介质对浮子的浮力不随液位的变化而变化的原理工作的。
根据恒浮力的原理，结合生产的不同需要，有浮球液位计，磁浮子液位计及浮子钢带液位计等。
浮球液位计有内浮式和外浮式之分。
内浮式是将浮球直接安装于容器内部，而外浮式是在容器外安装一个与容器连通的浮球室进行测量。
液位检测仪表
2005年6月27日
SZ36-1A仪表--陈庆文
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Pa H
电阻 保险 24VDC
Pb
差压变送 器
显示仪表
220VAC
液位监视电路原理图
2005年6月27日
SZ36-1A仪表--陈庆文
9
谢谢大家合作！
2005年6月27日
SZ36-1A仪表--陈庆文
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磁耦合浮子式液位计
2005年6月27日
SZ36-1A仪表--陈庆文
液位检测仪表
－－－培训
2005年6月27日
SZ36-1A仪表--陈庆文
1
• 定义：物位检测仪表
液位：把生产过程中罐、塔、槽等容器中存放的液体表面位置称为液位； 料位：把料斗、堆厂仓库等储存的固体块、颗粒、粉料等的堆积高度和表 面位置称为料位； 界位：两种互不相溶的物质的界面位置叫界位； 液位、料位以及相界面总称为物位，对物位进行测量的仪表被称为物位检 测仪表。
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T-262柴油罐液位计
2005年6月27日 SZ36-1A仪表--陈庆文 12
V-202位移平衡浮筒式液位变送器
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差压变送器
2005年6月27日 SZ36-1A仪表--陈庆文 14
杠杆
扭 管 力 轴 芯
浮筒
推 板
霍尔片
位移平衡浮筒式液位变送器
2005年6月27日
SZ36-1A仪表--陈庆文
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• 液位检测仪表介绍
玻璃管液位计 浮力式液位计 静压式液位计：
： ：
◎压力式液位计 ◎差压式液位计 差压式液位计是指利用容器内的液位计改变时，液柱产生的静压也相 应变化的原理而工作的。 差压式液位计测量原理： 当差压计一端接液相，另一端接气相时，根据流体静力学原理，有：
液位测量仪表
多种规格DN40，DN50、DN80和DN100 （标准型），天线越长，接
受信号能力越强，测量范围可达0.2～40m。
• 3、实际选型的注意事项：
• 根据被测量介质的介电常数和测量长度来确定选用导波雷达或射空雷
达
• 测量介质小于4米时，选用导波杆式导波雷达； • 测量介质大于4米，小于35米时，选用导波缆式导波雷达； • 测量温度较高、粘度较大的液体或固体液位时，选用射空式雷达； • 测量罐内内部结构较复杂时，利用缆绳或导波杆发射信号时易受影响， 通常也选用射空雷达。
流脉冲，从而在磁致伸缩线周围产 生一个环形的磁 场 ，当环形磁场 与浮子的永久磁场相互作用产生扭 矩力，同时产生返回脉冲，该脉冲 沿磁致伸缩线的两端传递，脉冲传 播速度是一个恒定值，计算起始脉 冲与返回脉冲的时间即可检测出液
面距离。
• 2、工作特点：
• a、磁致伸缩一般配合磁翻板液位计使用，将磁致伸缩的探测杆固定
沫的场所，可以方便测量敞口池的液位。广泛用于污水池、废水池液
位测量。
• 3、安装注意事项：
• a、超声波液位计必须垂直于液面安装； • b、不能安装于进料口上方，声波易受影响； • c、由于超声波液位计发射功率较小，所以易受环境条件的影响，当 测量液面出现水汽、泡沫或漩涡时，部分声波被吸收，导致测量不准 确，所以尽量避开此种安装场所。 • 4、常见故障及解决办法： • 频繁出现死机或不准现象，由于发射功率较小，所以在一些恶劣的环
2、工作特点： 雷达液位计依据信号发射形式可分为导波雷达和射空雷达两 类：
• ⑴、导波雷达与射空雷达应用过程中的相同点：
• 测量不受介质的温度、压力、真空度、蒸汽、湿度的变化影响；
• 测量精度与介电常数、传导率、密度、重力无关；
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电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的 原理进行测量。 电容式液位计的结构形式很多，有平极板式、同心圆柱式等
等。
它的适用范围非常广泛，对介质本身性质的要求不象其它方 法那样严格，对导电介质和非导电介质都能测量，此外还能测量
有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。不仅可作液位控制器。还
能用于连续测量。
雷达波由天线发出到接收到由液面 来的反射波的时间t由下式确定 由于
雷达式液位计示意图
2H 0 t c
H L H0
故
H L
c t 2
雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。
微波脉冲法原理示意图
1.8 射线式物位检测
放射性同位素在蜕变过程中会放射出α、β、γ三种射线。 α射线的电离本领最强，但穿透能力最弱。 β射线是电子流，电离本领比α射线弱，而穿透能力较α射线强。
当H=0时，差压的输出并不为零，而是-B。为使H=0时，差变的输出为
4mA，就要消除-B的影响。称之为量程迁移。由于要迁移的时为负值，
所以称为负迁移。
量程迁移实例 • 例如：已知 1 1200 kg / m
3
2 950kg / m3
Lm 0 3.0m
h1 1.0m
h2 5.0m
磁性浮子、浮球式液位计主要由
本体部分、就地指示器、远传变送
器以及上、下限液位报警器等几部 分组成。磁性浮子式液位计通过与
工艺容器相连的筒体内浮子随液面
（或界面）的上下移动，由浮子内 的磁钢利用磁耦合原理驱动磁性翻
板指示器，用红蓝两色（液红气蓝）
明显直观地指示出工艺容器内的液 位或界位。
1.3.4 浮筒式液位计
智能浮筒液位（界位）变送器
被测液位的变化引起 内筒位置的变化，该变化 被传递到扭力管组件上，
使扭力管与芯轴同步转动。
同时固定在扭力管芯轴上 的磁铁发生旋转位移，改
变了由霍尔效应传感器检
测的磁场。该传感器将磁 场信号转换为电信号。
1.4 电学法
电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式和电 容式。用电学法测量无摩擦件和可动部件，信号转换、传
1.1直接测量法
直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连
通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，
通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。
玻璃管液位计
1.2 压力法液位
压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。由 于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比， 因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。
(2)安装形式
为用来测量导电介质的单电极
电容液位计，它只用一根电极作为 电容器的内电极，一般用紫铜或不 锈钢，外套聚四氟乙烯塑料管或涂 搪瓷作为绝缘层，而导电液体和容
器壁构成电容器的外电极。
1-内电极；2-绝缘套
右图为用于测量非导电 介质的同轴双层电极电容式 液位计。内电极和与之绝缘 的同轴金属套组成电容的两
极，外电极上开有很多流通
孔使液体流入极板间。 图中：
1、2-内、外电极；
3-绝缘套； 4-流通孔。
1.5 热学法
在冶金行业中常遇到高温熔融金属液位的测量。
由于测量条件的特殊性，目前除使用核幅射法外，还
常用热学方法进行检测。它利用了高温熔融液体本身 的特性，即在空气和高温液体的分界面处温度场出现 突变的特点，用测量温度的方法间接获得高温金属熔 液液位。热学法按温度测量转换原理的不同，通常又
1.3.2浮球液位计
电动浮球液位变送器的测量部分由浮球与平衡杆和平衡锤组成力矩平 衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。当液位改变时，浮球 的位置发生相应的变化，通过球杆带动主轴转动，表头内角位移传感器与 主轴通过齿轮啮合，将液位的变化转换成相应的电信号
浮球液位计
1.3.3磁浮子液位计
当H为零时，差压输 出为零。
差压变送器的作用是将输入的差压信号转化为统一的标准信号输出。
负迁移
形成原因：加隔离罐或采 用法兰式测压差。
正压室：
P P0 1 gH 2 gh1
负压室：
P P0 2 gh2
差压：
P P P 1gH 2 g (h2 h1 ) 1gH B
由不导磁管子、导磁性浮子及线圈组成。
管子与被测容器相连通，管子内的导磁 性浮子浮在液面上，当液面高度变化时，
浮子随着移动。线圈固定在液位上下限
控制点，当浮子随液面移动到控制位置 时，引起线圈感应电势变化，以此信号
控制继电器动作，可实现上、下液位的
报警与控制。图中：1、3-上下限线圈； 2-浮子
3. 电容式液位计
对于具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大、易凝固的介质 引压导管易被腐蚀或堵塞，影响测量精 度，应用法兰式压力（差压）变送器。 敏感元件为金属膜盒，它直接与被测介 质接触，省去引压导管，从而克服导管 的腐蚀和阻塞问题。膜盒经毛细管与变
送器的测量室相通，它们所组成的密闭
系统内充以硅油，作为传压介质。为了 毛细管经久耐用，其外部均套有金属蛇
(a)气介式
(b) 液介式 单探头超声波液位计
(c)固介式
由上图看出，超声波传播距离为L，波的传播速度
为C，传播时间为Δt ，则：
1 L C t 2
L是与液位有关的量，故测出L便可知液位， L的测量
一般是用接收到的信号触发门电路对振荡器的脉冲进 行计数来实现。
单探头液位计使用一个换能器，由控制电
• 液位高度变化形成的差压值为：
1 gH 1200 9.8 3 35280 Pa
• 所以可选择差压变送器量程为 40kPa
B (h2 h1 ) 2 g (5 1) 950 9.8 37240 Pa
• 所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。迁 移后差变的测量范围为-37.24~2.76kPa。
皮保护管。
法兰式压力（差压）变送器
量程迁移
无论是压力检测法还是差压法，均要求零液位与检测仪表在同一水平
高度，否则会产生附加静压误差。
处理方法 对压力变送器进行零点调整， 使在只受附加静压力时输出 为“零”。 量程迁移 无迁移
H
h
量程迁移
负迁移
正迁移
无迁移
保证正压室与零液位等高
P 1 gH
路控制它分时交替作发射器与接收器。
双探头式则使用两个换能器分别作发射器
和接收器，对于固介式，需要有两根金属棒或
金属管分别作发射波与接收波的传输管道。
1.7导波雷达液位计
导波雷达液（界）位变送器运用了 TDR （时域反射原理）技术，发射的电磁波脉冲沿
着杆或缆传送当遇到比先前传导介质（空气或
蒸发汽）介电常数大的介质表面时，脉冲波被 反射回来。用超高速计来计算脉冲波的传导时 间，从而达到精确的液位测量。
分为热电法和热磁感应法。
1.6 超声波法
超声波液位计利用波在介质中的传播特性。 因此，在容器底部或顶部安装超声波发射 器和接收器，发射出的超声波在相界面被反射。 并由接收器接收，测出超声波从发射到接收的 时间差，便可测出液位高低。
超声波液位计按传声介质不同，可分为气 介式、液介式和固介式三种；
按探头的工作方式可分为自发自收的单探 头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可 以得到六种液位计的方案。
液位变化引起电极间电阻变化，由电阻变化反
映液位情况。
为用于 连续测量的电 阻式液位计原 理图。图中： 1-电阻棒； 2-绝缘套； 3-测量电桥
该液位计的两根电极是由两根材料、截面积相同 的具有大电阻率的电阻棒组成，电阻棒两端固定并与
容器绝缘。整个传感器电阻为
2 2 2 H h H h K 1 K 2 h R A A A
对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间
有如下关系：
P H g
下图为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。
(a) 压力表式液位计 (b)法兰式液变送器 (c)吹气式液位计对于密闭容器中的液位测量，可用差压法进行测 量，它可在测量过程中消除液面上部气压及气压波动 对示值的影响，下图示出差压式液位计测量原理。
γ射线是一种从原子核中发出的电磁波，它的波长较短，不带电荷，
它在物质中的穿透能力比α和β射线都强，但电离本领最弱。
由于射线的可穿透性，它们常被用于情况特殊或环境条件 恶劣的场合实现各种参数的非接触式检测，如位移、材料 的厚度及成分、流体密度、流量、物位等。
1.3 浮力法
• 浮力式液位检测分为恒浮力式检测与变浮力式检测。
恒浮力式检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液 面上的浮子（也称浮标）随液面变化而产生的位移。 变浮力式检测是利用沉浸在被测液体中的浮筒（也 称沉筒）所受的浮力与液面位置的关系检测液位 。
1.3.1 钢带浮子式液位计
右图为直读式钢带 浮子式液位计，这是一 种最简单的液位计，一 般只能就地显示。
第八讲 液位检测仪表
1、液位检测方法
液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法。 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用 连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中， 通过标尺读出液位高度。
间接测量，是将液位信号转化为其它相关信号进行测量，
如压力法、浮力法、电学法、热学法等。
该传感器的材料、结构与尺寸确定后，K1、K2均 为常数，电阻大小与液位高度成正比。电阻的测量可 用图中的电桥电路完成。
2.电感式液位计
电感式液位计利用电磁感应现象，液位变化 引起线圈电感变化，感应电流也发生变化。电感
式液位计既可进行连续测量，也可进行液位定点
控制。
电感式液位控制器的原理图。传感器
浮筒式液位计属于变浮力 液位计，当被测液面位置变化
等。
它的适用范围非常广泛，对介质本身性质的要求不象其它方 法那样严格，对导电介质和非导电介质都能测量，此外还能测量
有倾斜晃动及高速运动的容器的液位。不仅可作液位控制器。还
能用于连续测量。
雷达波由天线发出到接收到由液面 来的反射波的时间t由下式确定 由于
雷达式液位计示意图
2H 0 t c
H L H0
故
H L
c t 2
雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。
微波脉冲法原理示意图
1.8 射线式物位检测
放射性同位素在蜕变过程中会放射出α、β、γ三种射线。 α射线的电离本领最强，但穿透能力最弱。 β射线是电子流，电离本领比α射线弱，而穿透能力较α射线强。
当H=0时，差压的输出并不为零，而是-B。为使H=0时，差变的输出为
4mA，就要消除-B的影响。称之为量程迁移。由于要迁移的时为负值，
所以称为负迁移。
量程迁移实例 • 例如：已知 1 1200 kg / m
3
2 950kg / m3
Lm 0 3.0m
h1 1.0m
h2 5.0m
磁性浮子、浮球式液位计主要由
本体部分、就地指示器、远传变送
器以及上、下限液位报警器等几部 分组成。磁性浮子式液位计通过与
工艺容器相连的筒体内浮子随液面
（或界面）的上下移动，由浮子内 的磁钢利用磁耦合原理驱动磁性翻
板指示器，用红蓝两色（液红气蓝）
明显直观地指示出工艺容器内的液 位或界位。
1.3.4 浮筒式液位计
智能浮筒液位（界位）变送器
被测液位的变化引起 内筒位置的变化，该变化 被传递到扭力管组件上，
使扭力管与芯轴同步转动。
同时固定在扭力管芯轴上 的磁铁发生旋转位移，改
变了由霍尔效应传感器检
测的磁场。该传感器将磁 场信号转换为电信号。
1.4 电学法
电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式和电 容式。用电学法测量无摩擦件和可动部件，信号转换、传
1.1直接测量法
直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连
通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，
通过标尺读出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。
玻璃管液位计
1.2 压力法液位
压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。由 于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成正比， 因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高度。
(2)安装形式
为用来测量导电介质的单电极
电容液位计，它只用一根电极作为 电容器的内电极，一般用紫铜或不 锈钢，外套聚四氟乙烯塑料管或涂 搪瓷作为绝缘层，而导电液体和容
器壁构成电容器的外电极。
1-内电极；2-绝缘套
右图为用于测量非导电 介质的同轴双层电极电容式 液位计。内电极和与之绝缘 的同轴金属套组成电容的两
极，外电极上开有很多流通
孔使液体流入极板间。 图中：
1、2-内、外电极；
3-绝缘套； 4-流通孔。
1.5 热学法
在冶金行业中常遇到高温熔融金属液位的测量。
由于测量条件的特殊性，目前除使用核幅射法外，还
常用热学方法进行检测。它利用了高温熔融液体本身 的特性，即在空气和高温液体的分界面处温度场出现 突变的特点，用测量温度的方法间接获得高温金属熔 液液位。热学法按温度测量转换原理的不同，通常又
1.3.2浮球液位计
电动浮球液位变送器的测量部分由浮球与平衡杆和平衡锤组成力矩平 衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。当液位改变时，浮球 的位置发生相应的变化，通过球杆带动主轴转动，表头内角位移传感器与 主轴通过齿轮啮合，将液位的变化转换成相应的电信号
浮球液位计
1.3.3磁浮子液位计
当H为零时，差压输 出为零。
差压变送器的作用是将输入的差压信号转化为统一的标准信号输出。
负迁移
形成原因：加隔离罐或采 用法兰式测压差。
正压室：
P P0 1 gH 2 gh1
负压室：
P P0 2 gh2
差压：
P P P 1gH 2 g (h2 h1 ) 1gH B
由不导磁管子、导磁性浮子及线圈组成。
管子与被测容器相连通，管子内的导磁 性浮子浮在液面上，当液面高度变化时，
浮子随着移动。线圈固定在液位上下限
控制点，当浮子随液面移动到控制位置 时，引起线圈感应电势变化，以此信号
控制继电器动作，可实现上、下液位的
报警与控制。图中：1、3-上下限线圈； 2-浮子
3. 电容式液位计
对于具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大、易凝固的介质 引压导管易被腐蚀或堵塞，影响测量精 度，应用法兰式压力（差压）变送器。 敏感元件为金属膜盒，它直接与被测介 质接触，省去引压导管，从而克服导管 的腐蚀和阻塞问题。膜盒经毛细管与变
送器的测量室相通，它们所组成的密闭
系统内充以硅油，作为传压介质。为了 毛细管经久耐用，其外部均套有金属蛇
(a)气介式
(b) 液介式 单探头超声波液位计
(c)固介式
由上图看出，超声波传播距离为L，波的传播速度
为C，传播时间为Δt ，则：
1 L C t 2
L是与液位有关的量，故测出L便可知液位， L的测量
一般是用接收到的信号触发门电路对振荡器的脉冲进 行计数来实现。
单探头液位计使用一个换能器，由控制电
• 液位高度变化形成的差压值为：
1 gH 1200 9.8 3 35280 Pa
• 所以可选择差压变送器量程为 40kPa
B (h2 h1 ) 2 g (5 1) 950 9.8 37240 Pa
• 所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。迁 移后差变的测量范围为-37.24~2.76kPa。
皮保护管。
法兰式压力（差压）变送器
量程迁移
无论是压力检测法还是差压法，均要求零液位与检测仪表在同一水平
高度，否则会产生附加静压误差。
处理方法 对压力变送器进行零点调整， 使在只受附加静压力时输出 为“零”。 量程迁移 无迁移
H
h
量程迁移
负迁移
正迁移
无迁移
保证正压室与零液位等高
P 1 gH
路控制它分时交替作发射器与接收器。
双探头式则使用两个换能器分别作发射器
和接收器，对于固介式，需要有两根金属棒或
金属管分别作发射波与接收波的传输管道。
1.7导波雷达液位计
导波雷达液（界）位变送器运用了 TDR （时域反射原理）技术，发射的电磁波脉冲沿
着杆或缆传送当遇到比先前传导介质（空气或
蒸发汽）介电常数大的介质表面时，脉冲波被 反射回来。用超高速计来计算脉冲波的传导时 间，从而达到精确的液位测量。
分为热电法和热磁感应法。
1.6 超声波法
超声波液位计利用波在介质中的传播特性。 因此，在容器底部或顶部安装超声波发射 器和接收器，发射出的超声波在相界面被反射。 并由接收器接收，测出超声波从发射到接收的 时间差，便可测出液位高低。
超声波液位计按传声介质不同，可分为气 介式、液介式和固介式三种；
按探头的工作方式可分为自发自收的单探 头方式和收发分开的双探头方式。相互组合可 以得到六种液位计的方案。
液位变化引起电极间电阻变化，由电阻变化反
映液位情况。
为用于 连续测量的电 阻式液位计原 理图。图中： 1-电阻棒； 2-绝缘套； 3-测量电桥
该液位计的两根电极是由两根材料、截面积相同 的具有大电阻率的电阻棒组成，电阻棒两端固定并与
容器绝缘。整个传感器电阻为
2 2 2 H h H h K 1 K 2 h R A A A
对常压开口容器，液位高度H与液体静压力P之间
有如下关系：
P H g
下图为用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计。
(a) 压力表式液位计 (b)法兰式液变送器 (c)吹气式液位计对于密闭容器中的液位测量，可用差压法进行测 量，它可在测量过程中消除液面上部气压及气压波动 对示值的影响，下图示出差压式液位计测量原理。
γ射线是一种从原子核中发出的电磁波，它的波长较短，不带电荷，
它在物质中的穿透能力比α和β射线都强，但电离本领最弱。
由于射线的可穿透性，它们常被用于情况特殊或环境条件 恶劣的场合实现各种参数的非接触式检测，如位移、材料 的厚度及成分、流体密度、流量、物位等。
1.3 浮力法
• 浮力式液位检测分为恒浮力式检测与变浮力式检测。
恒浮力式检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液 面上的浮子（也称浮标）随液面变化而产生的位移。 变浮力式检测是利用沉浸在被测液体中的浮筒（也 称沉筒）所受的浮力与液面位置的关系检测液位 。
1.3.1 钢带浮子式液位计
右图为直读式钢带 浮子式液位计，这是一 种最简单的液位计，一 般只能就地显示。
第八讲 液位检测仪表
1、液位检测方法
液位检测总体上可分为直接检测和间接检测两种方法。 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用 连通器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中， 通过标尺读出液位高度。
间接测量，是将液位信号转化为其它相关信号进行测量，
如压力法、浮力法、电学法、热学法等。
该传感器的材料、结构与尺寸确定后，K1、K2均 为常数，电阻大小与液位高度成正比。电阻的测量可 用图中的电桥电路完成。
2.电感式液位计
电感式液位计利用电磁感应现象，液位变化 引起线圈电感变化，感应电流也发生变化。电感
式液位计既可进行连续测量，也可进行液位定点
控制。
电感式液位控制器的原理图。传感器
浮筒式液位计属于变浮力 液位计，当被测液面位置变化