数字液位计
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课程设计论文
论文题目：数字液位计
系部自动控制系
专业生产过程自动化
班级
学生姓名
学号
成绩
2011年12月22日
目录第1章选题背景及设计指导思想
1.1选题背景
1,2指导思想
第2章方案论证
2.1设计原理
2.2．系统框图
第3章单元电路设计
3.1传感器设计
3.2将电容转化成电信号部分
3.3 电信号放大电路设计
3.4A/D转换器设计
3.5 控制软件系电路的设计
3.6 显示电路设计
3.7 软件系统的设计
3.8 误差分析及结果图
第4章元器件清单
第5章心得体会
参考文献
附录一：系统总图
附录二：程序清单
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摘要：：讨论电容式传感器的原理、电容频率转换电路、精确测量频率量的频率测量法,及利用DS1820 测量温度和用单片机进行温度补偿的方法。设计并制作了圆柱形电容器，利用555 振荡电路将容量变化转换成频率的变化，并利用单片机进行测频，通过软件计算液位高度，减小了电容与频率转换的线性误差，具有温度软件补偿功能。通过实验测试，该装置的测量精度优于1cm。
关键词：电容式液位计；频率转换；频率测量
引言
液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测传感器较多，按原理分有浮子式、压力式、超声波式、吹气式等。各种方式都根据其需要设计完成，其结构、量程和精度适用于各自不同的场合，大多结构较为复杂，制造成本偏高；市面上也有现成的液位计，有投入式、浮球式、弹簧式等，多数成品价格惊人。以上液位计多数输出为模拟量电流或电压，有些为机械指针读数，不能用于远程监视；普遍适用于静止液面，在波动液面易引起读数的波动；也有用电容法测液位的系统，此法是一种简单易行的方案。本文利用圆柱形电容器原理，结合单片机设计出一种智能液位检测装置。
第1章选题背景及设计指导思想
1.1课题背景
本专业开设了传感器及传感器技术，自动控制原理，单片机，电机拖动，计算机控制技术等课程。本课程设计是在学完这么多课的基础上，为了能更好的掌握这些课的内容，把理论应用于实际而提出来的。旨在发挥我们的设计，创新意识。通过本课程设计可以掌握和巩固传感器的基本设计方法，工业水位的测量方法，放大电路的设计，单片机的基本应用，显示电路的连接
3
等知识。进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，从而提高我们解决问题的能力和创造发明能力。
1,2指导思想
使用电容式液位传感器，设计传感器放大电路，将液位信号转变为标准电信号，将液位值显示出来（液位高度
电路，控制料罐的进口阀门开度，使其
能够稳定在设定的高度值。
具体要求
1）．设计以测量显示部分电路为
主；
2）．要绘制原理框图；
3）．绘制原理电路；
4）．要有必要的计算及元件选择说明；
5）．提供元件清单。
第2章方案论证
2.1设计原理
本设计采用筒式电容传感器采集液位的高度。主要利用其两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。由于从传感器得出的电压一般在0~30mv之间，太小不易测量，所以要通过放大电路进行放大。从放大电路出来的是模拟量，因此送入ADC0809
转换成数字量，ADC0809连接于单片机，把信号送入单片机。通过单片机控
制水泵的运转。显示电路连接于单片机用于显示水位的高度。该显示接口用
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一片MC14499和单片机连接以驱动数码管。
2.2．系统框图
被测物理量：主要是指非电的物理量，在这里为水位。
传感器：将输入的物理量转换成相应的电信号输出，实现非电量到电量的变换。传感器的精度直接影响到整个系统的性能，所以是系统中一个重要的部件。
放大，整形，滤波：传感器的输出信号一般不适合直接去转换数字量，通常要进行放大，滤波等环节的预处理来完成。
A/D转换器：实现将模拟量转换成数字量，常用的是并行比较型、逐次逼近式、积分式等。在此用到逐次逼近式。
单片机：目前的数据采集系统功能和性能日趋完善，因此主控部分一般都采用单片机。
显示设备：在此用到8段数码管。
控制设备：控制电动机的运行或关闭。
第三章单元电路设计
3.1传感器设计
3.1.1传感器原理
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电容式液位传感器系统; 它利用被测体的导电率, 通过传感器测量电路将液位高度变化转换成相应的电压脉冲宽度变化, 再由单片机进行测量并转换成相应的液位高度进行显示,该系统对液位深度具有测量、显示与设定功能, 并具有结构简单、成本低廉、性能稳定等优点。
3.1.2传感器的组成
图3-1-2 为传感器部分的结构原理图。它主要是由细长的不锈钢管(半径为R1 ) 、同轴绝缘导线(半径为R0 ) 以及其被测液体共同构成的金属圆柱形电容器构成。该传感器主要利用其两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化, 从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。
图3-1-2传感器原理图
3.1.3 测量原理
由图1 可知, 当可测量液位H = 0 时, 不锈钢管与同轴绝缘导线构成的金属圆柱形电容器之间存在电容C0 , 根据文献得到电容量为:
（1）式中, C0 为电容量, 单位为F ; ε0 为容器内气体的等效介电常数,单位为F/ m; L 为液位最大高度; R1 为不锈钢管半径;R0 为绝缘导线半径, 单位为m。当可测量液位）为H 时, 不锈钢管与同轴绝缘电线之间存在电容CH :
6
（2）
式中, ε为容器内气体的等效介电常数, 单位为F/ m。因此, 当传感器内液位
由零增加到H 时, 其电容的变化量ΔC 可由式(1) 和式(2)
得
（3）
由式可知, 参数ε0 , ε, R1 , R0 都是定值。所以电容的变化量ΔC 与液位变化量H 呈近似线性关系。因为参数ε0 , ε, R1 , R0 , L 都是定值, 由式(2) 变形可得:CH = a0 + b0 H ( a0 和b0 为常数) (4)。可见, 传感器的电容量值CH 的大小与电容器浸入液体的深度H 成线性关系。由此, 只要测出电容值便能计算出水位。
3.2将电容转化成电信号部分
采用运算法测量电路来转化。该电路由传感器Ｃｘ和固定的标准电容Ｃｏ以及运算放大器A组成，如图3-2所示。
图3-2 运算放大器测量电路原理图
3.3电信号放大电路设计
由于从传感器得出的电压一般在0~30mv之间，太小不易测量，所以要通过放大电路进行放大，如图3-3所示，采用最基本的比例运算反放大电路.
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图3-3 比例放大电路
要将30mV电压放大成5V，根据公式U=-（R1/R2）Uo,所以选择R1=500K,R2=3K，R4=R1//R2,,后边的是一个反相器，把第一个运放得到的电压反相成正的，其中R3=R5=1K,R6=R3//R5。
3.4A/D转换器设计
本设计采用A/D转换器ADC0809。
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，由于输出级有8位三态输出锁存器，因而0809的数据输出端可以直接与单片机的数据总线连接。
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上.
ADC0809转换是采用逐次比较的方法完成A/D转换的，由单一的+5V供电，
8
片内带有锁存功能的8路选一的模拟开关，由A，B，C引脚的编码来确定所选通道。0809完成一次转换需要100us左右，输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到MCS-51的数据总线上，通过适当的外接电路，0809可对0-5V的模拟信号进行转换。
ADC0809与单片机的接口电路
图3-4 ADC0809与单片机的接口电路3.5控制电路的设计
控制电路在这里起到非常重要的作用，在水位测量中测量到水罐中水位的高度，当水位高于2.5m水位时，电动机停转，水泵停止对水罐供水；当水位低于2.5m水位时，电动机起转，水泵开始对水罐供水。其电路图如图3-5所示。
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10
2
3
4
EA/VP 31X119X218RESET 9RD 17WR 16
INT012INT113T 014T 115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27
28
PSEN
29
ALE/P 30T XD 11RXD 10U?8051
MG?
MOT OR AC
Q?
PNP D?
DIODE
Vss
Vss
220V
KA
+5V
图3-5 控制电路电路图
3.6 显示电路设计
发现需要4位的LED 足可满足本设计的显示精度要求,为了减少所需的I/O 数量,
降低成本,采用动态显示控制方式。通过对显示接口电路的综合分析,发现测距仪利用串行输入BCD 码—十进制译码驱动显示器件MC14499来完成与单片机系统的显示接口较为简单可靠。用MC14499设计的LED 显示器动态显示接口电路如图3-6所示。
2
3
4
4
3
2
EA/V P
31X 119X 2
18RESET
9RD 17WR
16
IN T0
12IN T113T 014T 115P101P112P123P134P145P156P167P178
P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27
28
PSEN 29
ALE/P 30T X D 11RX D 10U?
8051
Ⅱ
ⅠENB
CLK b g f e V dd
d c b a
DAT A OSC
ⅣⅢ
V ss
U?
MC14499
R?RES R?RES R?RES
R?RES R?RES R?RES R?RES R?RES R?RES R?RES R?RES
a b f c
g d
e
DPY [LEDgn]1234567
a b c d e f g
DS?
DPY_7-SEG a b f c
g d
e
DPY [LEDgn]
1234567
a b c d e f g
DS?
DPY_7-SEG a b f c
g d
e
DPY [LEDgn]
1234567
a b c d e f g
DS?
DPY_7-SEG a b f c
g d
e
DPY [LEDgn]
1234567
a b c d e f g
DS?
DPY_7-SEG
Q?NPN
Q?NPN
Q?NPN
Q?NPN
V SS
0.015μF CAP
V SS
V SS +5V
5.1kΩ×3
47Ω×8
图3-6 MC14499设计的LED显示器动态显示接口电路用MCS - 51系列单片机作为控制核心的水位测量计,其数据输出既可以通过单片机的通用I/O口输出,也可以通过单片机的串口用串行方式输出。这里假设使用的单片机是8051 ,单片机的P1口为数据输出口, 显示器采用共阴极8段LED, 显示位数为4位,由于一片MC14499 可以驱动4 个LED 显示器,因此该显示接口只需用一片MC14499和单片机连接。图是该动态显示接口的原理图。P1.0用来向MC14499 发送数据,P1.1用来向MC14499发送时钟脉冲,P1.2用于
控制单片机输出数据向MC14499串行输入(当P1.2 = 0时,允许MC14499输入数据)。反相器74LS06作为显示器的位驱动, 8 个47Ω的电阻是LED 的限流电阻, 3个5.1kΩ的电阻是上拉电阻,使单片机8031输出电平与MC14499输入电平相
兼容。由于MC14499 具有输入自动锁存功能,而串行输入一帧数据又需要一定的时间,所以LED显示的数据不会出现闪烁现象。
3.7 软件系统的设计
软件主要由主程序、定时中断程序、外中断程序组成。其中主程序完成参数的初始化,中断的管理,结果的显示等工作。主程序流程图如下：程序运行开要初始化各种参数，可以默认液位设定值等，之后如果要进入液位设定的话就按SET按键进入液位设定模式，然后进行比较，看当前的液位有没有超过默认的极限值，如果超过了极限值，通过按键UP或DOWN进行液位调节，直至液位到达正常范围；没有超过极限值就正常显示。
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3.8数据测试与误差修正
在实际设计中, 取L 为100cm ，对水位进行实测，当无液时的频率
0f =279.0KHz, 100cm 高液位时h f =3.312KHz,频率最大时小于单片机的最高频
率测量范围,频率最小时也不至于降低测频精度。经过测试，实际高度与测试结果如表1。
报警
>80%
开始
初始化 取液位值
显示液位
是
否
打开供水阀
取液位值
是
<20%
液位在20%～80%？
液位在20%～80%？
液位在20%～80%？
液位值？
关闭供水阀 显示液位
>90%
取液位值
是
显示液位
<10%
报警
5分钟后？
>30%
<30%
报警
表1 液位实际高度与测试结果比较 (测试水温20℃)实
际
值
0 1 5 10 15 20 25 30 35 42 45
测
量
值
0 0.6 3.2 6.5 10.7 15.6 21.9 27.5 33.5 41.9 46.1
实
际
值
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 测
量值
52.7 59.0 65.8 73.3 78.3 83.8 88.9 94.0 98.1
101.
3
104.
7
由上表中可知,测量结果是一条波动曲线, 在0cm、20cm处误差较小，为
两线的交点，低误差为负，高端误差为正，90cm以后误差逐渐减小，预计在110cm处达到交点。经分段修正后，测量结果如表2。
表2 修正后液位实际高度与测量结果比较(测试水温20℃)
实
际
值
0 1 5 10 15 20 25 30 35 45 45
测
量
值
0 1 5.2 10.4 14.8 19.5 24.7 30.1 35.0 39.6 44.6
13
实
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
际
值
测
50.1 54.8 59.8 64.5 70.3 75.4 80.4 85.2 89.3 95.0 99.8
量
值
由表2可知，经过修正后，误差小于0.5cm，分辨率为0.1cm。抽样检测不同水温的不同高度，误差都在1.0cm以内，符合设计要求。
液位高度与电压变化曲线：
第4章元器件清单
元器件参数个数
筒式液位传感
器 1
电解电容160nF 1
14
电解电容174nF 1 NE5532 3 电阻500K 1 电阻3K 1 电阻 5.5K 1 电阻1K 2
电阻50
0 1
电阻47 8 电阻 5.1K 3 74LS02 2 74LS04 1 数码管 4 ADC0809 1 74LS373 1 NPN 4 PNP 1 MC14499 1 74LS74 1 二极管 1 电解电容0.015uF 1 MCS-51系列的8051 1
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第5章心得体会
一个多星期的课程设计就在忙碌中匆匆度过，对于这次的测控电路课程设计，总的来说基本完成了课设的任务要求，从这次的课程设计当中也学会了许多的东西，在平时当中我们设计的的程序比较简单，趋于理论化，而这次的课程设计题目趋于生活的实际，做起来有较大的兴趣。由于平时在实验室做实验时，有较多的外接硬件供使用，程序就相对简单一些，而这次的课程设计没有外加的硬件设施，全由汇编语言控制执行，开始时觉得无从下手，经过多方面的搜索资料，慢慢有了头绪，并且发现要用到的知识并非所想象中的那么难以理解，经过一番自学，逐一的弄明白，使自己对这次设计有了很大的帮助。通过将要实现的任务分成多块，然后分而治之，最终将各分功能进行合并，最终获得成功，完成之时，相当有成就感。
在我们平时的学习期间，我们所学的知识都是书本上的一些不大灵活的东西,而且学习期间的这种考核是单科进行，主要是考查我们对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。但我认为这种实践性课程设计则不同，它不是单一地对我们进行某一学科已学知识的考核，而是着重考查我们运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力。
整个设计的过程，同时也是专业知识的学习过程，而且是更生动、更切实、更深入的专业知识的学习。首先，一个设计是结合科研课题，把学过的专业知识运用于实际，在理论和实际结合过程中进一步消化、加深和巩固所学的专业知识，并把所学的专业知识转化为分析和解决问题的能力。其次，在搜集材料、调查研究、接触实际的过程中，既可以印证学过的书本知识，又可以学到许多课堂和书本里学不到的活生生的新知识。此外，我们在这种自己动手的设计中，对所学专业的某一侧面和专题作了较为深入的分析。在
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此我感谢赵老师对我的帮助和鼓励！
总之，这次的课程设计对我来说不仅仅是一个很好锻炼自己的机会，它让我感觉到实践才是检验一切真理的唯一标准。
参考文献
【1】何道清、张禾.传感器与传感器技术（第二版）.科学出版社
【2】胡寿松.自动控制原理（第五版）.科学出版社
【3】阎石.数字电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社
【4】童诗白、华成英编.模拟电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社
【5】鲍芳,王春茹. 新型单片机频率测量系统的研究[J ] . 微机与应用,2001 【6】龙北生,任庆凯. 电容式智能温度仪的硬件设计[J ] . 长春工程学院学报,2001 ,2 (1)
【7】阮亚婕.智能电容式液位计系统设计.仪表技术，2002，6
【8】朱玉玺，崔如春，计算机控制技术，电子工业出版社
【9】江力单片机原理应用技术清华大学出版社
附录一：系统总图
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附录二：主要程序清单
----------------------MC144999显示程序--------------------------- MC14499XS:
MOV P2.4,#0 ；将使能端清零，使能端低电平有效
MOV P2.3,#1 ；将时钟信号置1
MOV 30H,#8 ；将8位依次送入MC14499驱动芯片
MOV A,30H
AA:
ANL A,#01H ；使第一位数码管显示
18
MOV P2.2,A
MOV 30H,A
RR A
DJNZ 20H,AA
MOV P2.4,#1
MOV P2.3,#0
ACALL DELAY1
MOV P2.4,#0 ；将使能端清零，使能端低电平有效
MOV P2.3,#1 ；将时钟信号置1
MOV 30H,#8 ；将8位依次送入MC14499驱动芯片
MOV A,30H
BB:
ANL A,#01H ；使第二位数码管显示
MOV P2.2,A
MOV 30H,A
RR A
DJNZ 20H,BB
MOV P2.4,#1
MOV P2.3,#0
ACALL DELAY1
MOV P2.4,#0 ；将使能端清零，使能端低电平有效
MOV P2.3,#1 ；将时钟信号置1
MOV 30H,#8 ；将8位依次送入MC14499驱动芯片
MOV A,30H
CC:
ANL A,#01H ；使第三位数码管显示
MOV P2.2,A
MOV 30H,A
RR A
DJNZ 20H,CC
MOV P2.4,#1
MOV P2.3,#0
ACALL DELAY1
MOV P2.4,#0 ；将使能端清零，使能端低电平有效
MOV P2.3,#1 ；将时钟信号置1
MOV 30H,#8 ；将8位依次送入MC14499驱动芯片
MOV A,30H
DD:
ANL A,#01H ；使第四位数码管显示
MOV P2.2,A
MOV 30H,A
RR A
DJNZ 20H,DD
MOV P2.4,#1
MOV P2.3,#0
ACALL DELAY1
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液位计说明书
外贴式液位计01000373 13L129-61 使 用 说 明 书
陕西声科电子科技有限公司
1 产品概述 声呐外贴式液位计（以下简称液位计）采用了先进的信号处理技术及高速信号处理芯片，突破了容器壁厚的影响，实现了对密闭容器内液位高度的真正非接触测量。声呐传感器（探头）安装于被测容器外壁的正下方（底部），无需对被测容器开孔、安装简易、不影响生产。可实现对高温、高压密闭容器内的各种有毒物质﹑强酸﹑强碱及各种纯净液体的液位进行精确测量。液位计对液体介质和容器的材质无特殊要求，并采用隔爆设计，满足防爆要求，可广泛使用。 声呐外贴式液位计按照企业标准Q/SK 001-2013制造。 2 工作原理 液位计以专用声呐处理技术为系统内核，实现了超高速的数字信号处理功能。处理后的液位高度数值准确，无需CPU再作分析、比较、判断。CPU获取液位数值后，可送NVRAM存储、送数码显示器显示。此外仪表可输出(4～20)mA标准信号或通过RS-485接口将测量结果输出至计算机（或二次表）。 如图1所示，测量液位时，经过调制过的声波信号从探头发射出去，经过液面反射回来后由探头检测到回波信号。回波信号经过预处理、加工、后处理后直接准确给出时间t,CPU根据数字模型表述关系计算出液面高度。 t H v =α ? ÷ 2 ? H：液位高度 a：修正系数 v：声呐在液体中传播的声速 t：声纳波从发射到返回所用的时间
图1 3性能指标 量程规格：3m、10m、20m、30m、50m。 显示分辨率：1mm 短时间重复性：1mm 测量误差：±%FS，±%FS（罐壁过厚、压力温度不稳可能影响精度）。 迁移量：±10 m 电流输出：4～20mA，最大负载750Ω 通信：RS-485、Hart、Modbus、Ethernet、红外 液位计主机使用环境温度：-40℃～+60℃ 探头使用环境温度:-40℃～+100℃，（可定制宽温探头）。 使用环境湿度：(15%～100%) RH 防爆标志：ExdⅡCT6 外壳防护：IP65、IP67 液位显示：6位OLED显示（单位：m）或6位段式液晶显示（单位：mm）盲区：当液位在盲区或测不出时，则液晶屏会显示“DEAD”。 4 应用条件 4．1 介质纯净度： 液体中不能有密集气泡； 液体中不能有大量悬浮物质，如结晶物等；
液位计的使用
西安祥天和电子科技有限公司详情咨询官网https://www.360docs.net/doc/cf13135294.html, 液位传感器水泵控制箱报警器液位自动控制仪表，液位控制器，无线传输收发器等 液位计的使用 传统液位计种类很多，有玻璃管液位计、玻璃板液位计、磁翻板液位计等等。玻璃板/管液位计的原理很简单，就是在水箱外通过拷克阀门将水引到一个玻璃管内。因为玻璃管是透明的，所以可以通过玻璃管看见液位高低。再好一点的就是在外面加一衬托、标尺等，让人们能容易看到液位状态。但这种液位计只能现场显示，无法将液位信号转换为电信号，实现远距离监控。而磁翻板液位计是在钢管内装有磁性浮球，管外加装干簧管和标尺，可以将液位开关信号传到远方。所以磁翻板是目前在热水水位控制中采用的主要方式之一。但从实际使用效果来看，现在的所有热水液位控制，水温在80℃以下时，使用寿命还可以。一旦超过80℃甚至到90℃以上时，使用寿命就大打折扣了。因为磁性材料的磁性会随着温度的升高而衰减，到100℃时会下降到常温的70%。所以水位控制中有2个难点，一个就是污水，一个就是高温的热水。现在，污水中可以采用GKY液位传感器，而热水则可以采用传统玻璃管外加监控装置来实现，具体原理如下： 如果是普通的水，在玻璃管内放一个普通的浮子就可以了。玻璃管外放置一收一发2个光电管。当浮子经过时，遮住光路，转换器就将水位信号发送出去。 如果是热水，玻璃管最好采用石英管，它的硬度、透明度、耐酸性、耐高温性和耐磨性都要远高于玻璃管。液位计两端的阀门也可以采用针型阀，不只起截止阀的作用，其内部的钢球
具有逆止阀的功能，当液位计发生意外破损泄漏时，钢球可在介质压力作用下自动关闭液体通道，防止液体大量外流起到平安维护作用。在石英管内放一个耐高温的浮子，热水浮子采用新兴的有机高分子材料制作，可以耐受150℃以上的高温。浮子随水位上下浮动。玻璃管外放置一发光电管，另一端接一根光纤，将光信号引出来。因为光接收管易受温度影响，所以必须用光纤引出光信号。当浮子经过时，遮住光路，转换器就将水位信号发送出去。这种方式可以解决高温热水的液位控制问题。 热水的液位控制一直是一个难点。一方面是因为热水浮子里面要放置磁铁，中间是空的。一直在高温中煮泡，热胀冷缩很容易损坏。另一方面是因为浮子的磁性随着温度的升高而衰减，100℃时会衰减到常温的70%。所以磁性浮子用在温度较高的热水中使用寿命较短。而在传统液位计上加装光电监控装置，其使用的热水浮子采用新型耐高温材料制成，比重很轻，可以在水中浮起来。这种实芯浮子耐150℃的高温，可以在热水中长期使用。另外，这种方式的检测方法和磁性无关，所以使用寿命长而且精度高。因为浮子一挡住发射的光线，转换器可以立刻将信号传递出来。所以传统液位计加监控可以解决热水水位控制难的问题。 液位计加监控通过转换器可以接入GKY类液位控制仪表，设计时只需在原仪表型号后加标BL就可以了。如需要选用GKY2-4T仪表，则型号为GKY2-4T-BL就可以了。GKY液位控制仪表，具有各种功能，可以满足多种液位控制的需求。仪表一般可以装在控制箱的面板上，功能较多，液位显示比较直观。控制器通常是仪表的简化，只具备简单的控制和报警功能。下表列出了一些液位控制仪表和控制器的功能和型号，方便大家选择。 常用液位控制仪表和控制器简表 产品名称产品型号配备的传感器数量和型号功能简介 GKY 系列仪表GKY2个GKY液位传感器液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 GKY-4T4个GKY液位传感器双保险/超高超低水位报警/液位显示 /供水排水选择/手动自动转换/水泵 故障报警 双台泵专用仪表GKY2-4T4个GKY液位传感器双台泵交替使用/紧急情况双台泵同 时启动/超高或超低水位报警/液位显 示/供水排水选择/水泵故障报警/报 警端口输出
常见几种液位计工作原理
常见几种液位计工作原理 关键字：液位计 一、磁翻板液位计 主要原理 磁翻板液位计也称为磁翻柱液位计，结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的带有磁体的浮子（简称磁性浮子）被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻板）静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱外表涂敷不同的颜色）进而反映容器内液位的情况。 配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（420mA 信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。 适用范围及特点 磁翻板液位计采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于装置维护等优点。 磁翻板液位计输出信号多样，实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。 磁翻板液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位丈量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。
二、磁浮球液位计（液位开关） 主要原理 磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的带有磁体的浮球（简称浮球）被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串联入电路的元件（如定值电阻）数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送模块，输出电流值（420mA 信号；同时配合其他转换器，输出电压信号或者开关信号（也可以依照客户需求转换器由公司配送）从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。 适用范围及特点 本产品采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于装置维护等优点。 本产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位丈量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。
几种液位计的原理与选型
几种液位计的原理与选型． 磁翻柱液位计 主要原理 磁翻柱液位计也称为磁翻板液位计，它的结构主要基于浮力和磁力原理设计生产的。带有磁体的浮子（简称磁性浮子）在被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁翻柱（也成为磁翻板）的静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度（磁翻柱表面涂敷不同的颜色），进而反映容器内液位的情况。 配合传感器（磁簧开关）和精密电子元器件等构成的电子模块和变送器模块，可以变送输出电阻值信号、电流值（4～20mA）信号、开关信号以及其他电学信号。从而实现现场观测和远程控制的完美结合。 适用范围及特点 本液位计采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。 本液位计输出信号多样，实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。 本液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。 磁浮球液位计（液位开关） 主要原理 磁浮球液位计（液位开关）结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串联入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 该液位计可以直接输出电阻值信号，也可以配合使用变送模块，输出电流值（4～20mA）信号；同时配合其他转换器，输出电压信号或者开关信号（也可以按照客户需求转换器由公司配送）。从而实现电学信号的远程传输、分析与控制。 适用范围及特点 本产品采用优质磁体和进口电子元件，使产品具有：结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。 本产品几乎可以适用与各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制，可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。 防爆浮球液位开关 主要原理 防爆浮球液位开关，也称为防爆浮球液位控制器。它是专门为爆炸性环境中使用而设计制造的液位控制仪表，本产品是基于浮力原理和杠杆原理设计的，当容器内液位发生变化时，浮球的位置将随液位的变化而变化，浮球的这种位移将通过杠杆作用于微动开关，进而由微动开关产生开关信号。 适用范围及特点 本产品采用优质材料和进口电子元件，使产品具有：设计合理、结构简单、使用方便、性能
静压式液位计使用说明书
Endress+Hauser Shanghai Instrumentation Co.Ltd.静压式液位计DB5x 系列 一、原理介绍 DB5x 系列液位计是根据液体静压原理所设计的。 P=ρgH P ________压力； ρ________测量液体密度； g ________重力加速度； H ________液体高度。 则测量高度H＝P g ρ。若已知液体密度ρ，即可通过测量P 计算出液位H。 二、安装及接线 见图 探头最好安装在固定的管子中，避免探头在测量中晃动，影响测量精度。 三、调试（带FHB 20显示，参见矩阵表〕 1、上电后，可以看到如图显示，其中“V ”及“H ”显示符号及下面的数字表示与操作矩阵相对应的位置。FHB20有四个按钮，分别为“＋”、“－”、“V ”、“H ”。其中“＋”“－”为修改参数键；“V ““H ”为选择矩阵位置键。 2、解锁。按“V “”H “键，将矩阵设定在”V9H9“位置，用“＋”“－”输入“333”，按“V ”或“H ”键确认，即解锁。同时按“V ”“H ”键，将回到回到“V0H0”位置。 3、液位测量的设置。按“V ”和”H “键到”V3H0“位置，按”＋“”－“将参数改为”1“（液位）。将“V3H1“设为”0“（单位米），”V3H2＝液体密度（调试前测量得，如水为1.000)。 V0H2＝测量最大高度（一般为探头的长度）。V0H3＝0（电流输出允许小于4mA）；V0H3＝1（电流输出不允许小于4mA）。V0H4＝5（此数字越大，电流输出越稳定）。V0H5＝0（电流输出4mA 所对应的高度值，单位与V3H1一致）。V0H6＝（电流输出20mA 所对应的高度值，单位与V3H1一致）。V0H7＝0（当仪表测量出现错误或故障时电流输出2.2mA）；1（当仪表测量出现错误或故障时电流输出22.0mA）；2（当仪表测量出现错误或故障时电流输出保持错误或故障前的电流，〔建议使用〕）。 4、压力测量的调试 V3H0＝3；V3H4＝0（mbar）1（bar）2（mH 2O）；V3H5＝0（℃）1（ ）。 V0H5＝（电流输出4mA 所对应的压力值，单位与V3H4一致）。 V0H6＝（电流输出20mA 所对应的压力值，单位与V3H4一致）。 5、偏压的消除
投入式液位计安装
正确安装使用投入式静压液位计 静压投入式液位计是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应，将静压转成电信号。经过温度补偿和线性校正。转换成4-20mADC标准电流信号输出。 RZ系列静压投入式液位计稳定性好，精度高，传感器部分可直接投入到液体中，变送器部分可用法兰或支架固定，安装使用极为方便。固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量，不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响宽范围的温度补偿。静压投入式液位计具有电源反相极性保护及过载限流保护。 静压投入式液位计使用与安装的注意事项： 1.液位变送器运输、储存时应恢复原包装，存放在阴凉、干燥、通风的库房内。 2.使用中发现异常，应关掉电源，停止使用，进行检查 3.接供电电源时应严格按照接线说明进行连接。 静压投入式液位计如何安装： 液位计应安装在静止的深井、水池中时，通常把内径Φ45mm左右的钢管(不同高度打若干小孔，以便水通畅进入管内)固定于水中，然后将静压投入式液位计放入钢管中即可使用。变送器的安装方向为垂直，投入式安装位置应远离液体出入口及搅拌器。在有较大振动的使用场合，可在变送器上缠绕钢丝，利用钢丝减震，以免拉断电缆线。测量流动或有搅拌的液体的液位时，通常把内径Φ45mm左右的钢管(在液体流向的反面不同高度打若干小孔，以便水通畅进入管内)固定于水中，然后将静压投入式液位计放入钢管中即可使用。
关于静压投入式液位计怎样解决抗干扰问题的解决方法，投入式液位计稳定性好，精度高，安装使用相当方便。在日常使用中会受到很多因素的影响。为使用户能够更好的使用投入式液位计，下面将相关的方法与大家分享。 首先大家都使用了传统的方法解决的但是没有很好效果。对于这种传统的方法也就是测量设备上一个小水箱的液位时，把压力变送器检安装在水箱的底部，传感器线的性化不错。但存在一个问题，当水箱上面有水流下来时，会使下面的压力摆动比较大。分析数据来看，用1秒钟取出一个数据，显示的摆动比较大，其中又有正确的数值;用10ms取出一个数来平均，效果也不好。如何进行解决？ 避免液体下流时压力直接冲击探头，或者用其他的物体挡住液体下流时候那瞬间直接冲击的压力就可以了;同时可以把进水口装成淋浴式的，把一股大水流切断成小水流喷洒下来，效果还不错;把进水管口弯一下，使进水口略微往上翘一点，水在出来时会首先往空中抛然后再落下，减少了直接冲击(将动能转换成势能)。 精心搜集整理，只为你的需要
投入式静压液位计(投入式静压水位计)安装注意事项
投入式静压液位计（投入式静压水位计）安装注意事项 投入式静压液位计安装注意事项如下： 1、投入式静压液位计不能在超高温、超量程、强磁场环境下使用，以上环境严重影响液位计的精度和使用寿命。 2、测量静态水位时，水位计要投到容器底部但不要接触底部的泥沙或淤泥。 3、投入式静压液位计通常投入直径大于水位计直径的的PVC管、钢管，管道固定在水中，不同高度打若干小孔，以便水通畅进入管内。或者在底部加装阻尼装置，以过滤泥沙和消除动态压力和波浪对测量的影响。 4、投入式静压液位计安装方向为垂直，安装位置应远离出入口及振动源。 5、安装过程中切勿堵塞导气管。 6、严禁用硬物碰触压力传感器膜片。 7、接线按照厂家提供的接线说明进行连接。 8、安装中发现异常，应关掉电源停止使用，进行检查或直接与水位计厂家(唐山平升)联系，请勿自行拆卸重装。 投入式静压液位计（投入式静压水位计） 一.概述 投入式静压液位计水位计采用带不锈钢隔离膜的扩散硅压阻式压力传感器作为信号测量元件，把与液位深度成正比的液体静压力准确测量出来，并经过专业信号调理电路转换成标准4-20mA电流或RS485信号输出,建立起输出信号与液体深度的线性对应关系，实现对液体深度的精确测量。产品精度高，体积小，使用方便，直接投入液体中，即可测量出液位计末端到液面的液位高度。
投入式静压液位计广泛地应用于城市供排水、污水处理、水池、油池油罐、水文地质、水库、河道和海洋等领域。 防护等级：IP68。 型号意义： 示例说明： DATA-5102(10mH2O)表示为唐山平升生产的4～20mA ，精度为0.5%，量程为10m 的投入式静压液位计。 二.工作原理 投入式静压液位计中的压力传感器是以单晶硅为基体，采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺，制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件。被测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上，实现了所加压力与输出信号的线性转换，经激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。 三、特点 灵敏度高，响应时间≤1ms 。 精度等级高，可达0.1级。 全不锈钢密封结构，IP68防水。 通讯类型：1—串口; 2—4～20mA ; 精 度：0—0.5%; 1—0.1%; DATA-5 1 ××（×mH 2O ） 量程：0—×，单位：m(一般在标牌中标注) 采集类型：水位; 唐山平升电子生产的变送器系列产品
静压式投入液位计使用说明书
静压式投入液位计使用说明书 一、简介 本公司生产的投入式液位变送器是采用进口压力传感器自行开发和生产的压力变送器。采用特有的抗干扰技术、电路线性和温度补偿技术，使其抗干扰超强、线性更好、温漂系数更低或超低，其温漂系数远低于国内同类通用型产品，适用于气体、液体、蒸汽压力的测量和各类腐蚀性介质。广泛用于石油、化工、冶金、电力、轻工、机械等领域。可在现场调节零点、满量程。 二、技术指标 量程：0~200mmH20(具体产品的量程详见产品铭牌) 测压形式：表压、绝压 过载：2~10倍FS(具体详见标定记录) 补偿温度：-10~70℃ 工作温度：-20~75℃ 综合精度：0.1，0.2，0.5 输出选择：4~20mA (具体产品的输出详见铭牌) 电源电压：24VDC 三、安装类型 投入式液位变送器测量时,将变送器的探头直接投入被测液体中测量。 注意：1、液位变送器的电缆不能损伤，否则造成损坏; 2、液位变送器的探头严禁摔碰、捅压力孔，否则造成芯片损坏。 四、电气连接 五、零点和满点调节 打开变送器的盲盖，通过旋转调零、调满两个电位计来进行零点和满点的调节(如下图所示)。 注意：变送器在出厂前已按用户需要将量程、精度、线性调至最佳状态，一般不需要现场调节。 六、接线如右图所示:
七、安装使用注意事项： 1、安装前请检查标牌上所标型号、量程及工作电源与现场是否一致；电源应采用稳定的稳压源。 2、压力型产品可以利用M20×1.5(或M27×2)接口安装在管道(或容器壁)上无需安装支架.为避免测量介质中有固体沉淀或其他粘稠物淤积变送器的进压孔,影响测量精度,建议安装时应将进压孔垂直向下(或向下倾斜一定的角度). 3、在测量高温介质时,请使用引压管或其他冷却装置,把温度降至变送器使用温度范围内。 4、露天安装时，应尽量把变送器置于通风干燥处，避免强光直射和雨淋，否则会使变送器性能变差或出现故障。 5、当介质为腐蚀性气体（或液体）时，应在购买合同上予以注明介质名称、浓度、温度等；特殊要求，我公司可按特殊工艺加工生产，以满足用户的不同需求。 6、变送器的量程≤5KPa时，安装位置会对零点输出产生影响，需在变送器安装结束后，对零点输出进行调节。 7、严禁将尖硬的东西伸入压力输入孔,齐平膜型变送器的膜片不能用手等任何东西碰撞，否则会造成永久性损坏。 8、使用膜片裸露结构（即齐平膜）型压力变送器时，应定期清洗，以免引起误差。 9、液位变送器的电缆不能损伤，否则造成损坏;探头部分严禁摔碰，否则容易造成芯片损坏。 10、变送器属精密仪器，建议长期使用后到相关计量部门标定;非专业人员不得随意拆开，以免损坏。
20种液位计工作原理及常见故障分析
2017-12-03给排水处理技术与应用 本文通过对常用20种液位计工作原理的解读，从各液位计安装使用及注意事项的分析，来判断液位计可能出现的故障现象以及如何来处理，让仪表人系统的了解液位计，从而为遇到工况能够在选择液位计上，做出准确的判断提供依据。 常见液位计种类 1、磁翻板液位计 2、浮球液位计 3、钢带液位计 4、雷达物位计 5、磁致伸缩液位计 6、射频导纳液位计 7、音叉物位计 8、玻璃板/玻璃管液位计 9、静压式液位计 10、压力液位变送器 11、电容式液位计 12、智能电浮筒液位计 13、浮标液位计 14、浮筒液位变送器 15、电接点液位计 16、磁敏双色电子液位计 17、外测液位计 18、静压式液位计 19、超声波液位计 20、差压式液位计（双法兰液位计） 常用液位计的工作原理 1、磁翻板液位计
磁翻板液位计：又叫磁浮子液位计，磁翻柱液位计。 原理：连通器原理，根据浮力原理和磁性耦合作用研发而成，当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板，使红白翻柱翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转为红色，当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上红白交界处为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。 2、浮球液位计 浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 3、钢带液位计 它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。 4、雷达液位计 雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。 5、磁致伸缩液位计 磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子，此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。
常用20种液位计工作原理
本文通过对常用20种液位计工作原理的解读,从各液位计安装使用及注意事项的分析，来判断液位计可能出现的故障现象以及如何来处理,系统的了解液位计，从而为遇到工况能够在选择液位计上,做出准确的判断提供依据。常见液位计种类1、磁翻板液位计２、浮球液位计3、钢带液位计４、雷达物位计5、磁致伸缩液位计6、射频导纳液位计７、音叉物位计8、玻璃板／玻璃管液位计9、静压式液位计1０、压力液位变送器11、电容式液位计12、智能电浮筒液位计13、浮标液位计1４、浮筒液位变送器１5、电接点液位计16、磁敏双色电子液位计1７、外测液位计1８、静压式液位计19、超声波液位计20、差压式液位计(双法兰液位计)常用液位计的工作原理1、磁翻板液位计磁翻板液位计:又叫磁浮子液位计,磁翻柱液位计。原理：连通器原理，根据浮力原理和磁性耦合作用研发而成，当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板,使红白翻柱翻转１8０°,当液位上升时翻柱由白色转为红色,当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上红白交界处为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。2、浮球液位计浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球(简称浮球)在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器(磁簧开关）作用,使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化,进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。3、钢带液位计它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时,原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下,将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置(浮子）根据液位的情况带动钢带移动,位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动,进而作用于计数器来显示液位的情况。4、雷达液位计雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式探头传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。5、磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计的传感器工作时，传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流,该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子,此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时,浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲,这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液面的位置。6、射频导纳液位计射频导纳料位仪由传感器和控制仪表组成，传感器可采用棒式、同轴或缆式探极安装于仓顶。传感器中的脉冲卡可以把物位变化转换为脉冲信号送给控制仪表，控制仪表经运算处理后转换为工程量显示出来，从而实现了物位的连续测量。7、音叉物位计音叉式物位控制器的工作原理是通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉与被测介质相接触时,音叉的频率和振幅将改变,这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号。８、玻璃板液位计(玻璃管液位计)玻璃板式液位计是通过法兰与容器连接构成连通器,透过玻璃板可直接读得容器内液位的高度。9、压力液位变送器压力式液位计采用静压测量原理，当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力的同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压Pｏ与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Ｐo，使传感器测得压力为：ρ.g．H，通过测取压力Ｐ,可以得到液位深度。10、电容式液位计电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内,金属棒作为电容的一个极,容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε２不同,比如:ε１>ε2,则当液位升高时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降,ε值减小，电容量也减小。所以,电容式液位计可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。11、智能电浮筒液位计智能电浮筒液位计是根据阿基米德定律和磁藕合原理设计而成的液位测量仪表，仪表可用来测量液位、界位和密度，负责上下限位报警信号输出。１2、浮标液位计它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下,将通过钢带(绳)的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子)根据液位的情况带动钢带（绳）移动,位移
雷达液位计的原理及使用
雷达液位计的原理及使 用 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
雷达液位计原理及使用 1.雷达液位计的测量原理 雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下： D=CT/2 式中D——雷达液位计到液面的距离 C——光速 T——电磁波运行时间 雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。 在实际运用中，雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计，功耗大，须采用四线制，电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二线制的24VDC供电，容易实现本质安全，精确度高，适用范围更广。 VEGAPULS雷达液位计采用脉冲微波技术，其天线系统发射出频率为、持续时间为的脉冲波束，接着暂停278ns，在脉冲发射暂停期间，天线系统将作为接收器，接收反射波，同时进行回波图像数据处理，给出指示和电信号。 2.雷达液位计的特点 (1)雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长。 (2)雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空，不需要传输媒介，具有不受大气、蒸气、罐内挥发雾影响的特点，能用于挥发的介质如粗苯的液位测量。 (3)雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量。电磁波在液位表面反射时，信号会衰减，当信号衰减过小时，会导致雷达液位计无法测到足够的电磁波信号。导电介质能很好地反射电磁波，对VEGAPULS雷达液位计，甚至微导电的物质也能够反射足够的电磁波。介电常数大于的非导电介质(空气的介电常数为也能够保证足够的反射波，介电常数越大，反射信号越强。在实际应用中，几乎所有的介质都能反射足够的反射波。 (4)采用非接触式测量，不受罐内液体的密度、浓度等物理特性的影响。 (5)测量范围大，最大的测量范围可达0~35m，可用于高温、高压的液位测量。 (6)天线等关键部件采用高质量的材料，抗腐蚀能力强，能适应腐蚀性很强的环境。 (7)功能丰富，具有虚假波的学习功能。输入液面的实际液位，软件能自动地标识出液面到天线的虚假回波，排除这些波的干扰。 (8)参数设定方便，可用液位计上的简易操作键进行设定，也可用HART协议
L301系列静压液位计说明书
L301系列静压液位计安装使用说明书 solution中国服务中心
L301系列静压液位计安装使用说明书 L301系列静压液位计采用美国SOLUTION（斯卢森）公司提供的陶瓷电容式传感器，是我公司为适应中国市场需求，而自行开发和生产的新一代液位测量仪表，该仪表具有性能可靠，安装简单和使用方便的特点，该系列有六种型号静压液位计：L301-1型为沉入缆式结构；L301-2型为沉入杆式结构；L301-3型为直装螺纹旋入式结构；L301-4型为直装法兰式结构，四者均具隔爆和本安型。L301-5和L301-6接触介质部分材料为PTFE或哈氏合金，适用于强酸、强碱等强腐蚀介质测量，具本安防爆型。L301-5型为沉入缆式结构；L301-6型为沉入杆式结构。 工作原理 L301系列静压液位计通过压力传感器实现液位测量。压力传感器探入或接触被测液体，受到一定的静压（P）。此压力（P，MPa）与液体高度（h,m）的关系列为P=10?3ρgh。式中为被测液体密度（g/cm3）,g为当地的重力和速度（m/s2）。对于一定的被测介质和地点，ρ和g为常数，压力和液位高度成正比。如此，通过压力传感器实现了液位测量。 技术数据 防爆标志：隔爆型dllCT6〔不含乙炔〕(L301-1﹑L301-2﹑L301-3﹑L301-4﹑)本安型：ibllCT4 本安型关联设备：KAS901安全限能器或LB803S型安全栅 满度测量范围：L301-11~100M(隔爆型1~20m) L301-20.5~4m;L301-3、L301-42~100m L301-51~5m;L301-60.5~3m 精度等级：0.2级，0.5级 长期稳定性：优于0.1%/年 环境温度：-20~70℃ 介质温度：-20~+60℃(L301-1、L301-5) -20~+80℃(L301-2、L301-6) -40~+130℃(L301-3、L301-4) 变送器防护等级：IP65 传感器防护等级：IP68 电源电压：普通型13-30.5V DC;隔爆型12.5~30V DC 本安型12.6~24V DC 变送器输出：4~20Ma 贮存环境温度：L301-1、L301-5-20~+60℃ L301-2、L301-3、L301-4、L301-6-40~+85℃ 贮存环境湿度：﹤90％ＲＨ 变送器外壳材料：压铸铝合金 测量膜片密封外壳 L301-1、L301-296%氧化铝陶瓷氟橡胶等１Cr18Ni9Ti L301-3、L301-4316或哈氏合金等电子束焊１Cr18Ni9Ti L301-5、L301-696%氧化铝陶瓷PTFE PTFE
20种液位计工作原理及常见故障分析
20种液位计工作原理及常见故障分析 摘要：本文通过对常用20种液位计工作原理的解读，从各液位计安装使用及注意事项的分析，来判断液位计可能出现的故障现象以及如何来处理，让仪表人系统的了解液位计，从而为遇到工况能够在选择液位计上，做出准确的判断提供依据。 常见液位计种类 1、磁翻板液位计 2、浮球液位计 3、钢带液位计 4、雷达物位计 5、磁致伸缩液位计 6、射频导纳液位计 7、音叉物位计 8、玻璃板/玻璃管液位计 9、静压式液位计 10、压力液位变送器 11、电容式液位计 12、智能电浮筒液位计 13、浮标液位计 14、浮筒液位变送器 15、电接点液位计 16、磁敏双色电子液位计 17、外测液位计 18、静压式液位计 19、超声波液位计 20、差压式液位计（双法兰液位计） 常用液位计的工作原理
1、磁翻板液位计 磁翻板液位计：又叫磁浮子液位计，磁翻柱液位计。 原理：连通器原理，根据浮力原理和磁性耦合作用研发而成，当被测容器中的液位升降时，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板，使红白翻柱翻转180°，当液位上升时翻柱由白色转为红色，当液位下降时翻柱由红色转为白色，面板上红白交界处为容器内液位的实际高度，从而实现液位显示。 2、浮球液位计 浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。
磁翻板液位计使用说明书..
磁翻柱液位计使用说明书 ●工作原理与结构 TOP-UHZ型磁性翻柱（磁翻柱）液位计是根据磁极耦合原理、阿基米德（浮力定律）等原理巧妙地结合机械传动的特性而开发研制的一种专门用 于液位测量的装置。在此基础上，不 断扩大其使用范围，延伸出多种类型 的产品，在检测液位的同时我们赋予 它更多的实用功能。 该型号的仪表都有一个容纳浮 球的腔体（称为主体管或外壳），它 通过法兰或其他接口与容器组成一个 连通器；这样它腔体内的液面与容器 内的液面是相同高度的，所以腔体内 的浮球会随着容器内液面的升降而升 降；这时候我们并不能看到液位，所 以我们在腔体的外面装了一个翻柱显 示器，因为我们在制造浮球时在浮球 沉入液体与浮出部分的交界处安装了 磁钢，它与浮球随液面升降时，它的 磁性透过外壳传递给翻柱显示器，推 动磁翻柱翻转180°；由于磁翻柱是有红、白两个半圆柱合成的圆柱体，所以翻转180°后朝向翻柱显示器外的会改变颜色（液面以下红色、以上白色），两色交界处即是液面的高度。 带有液位变送器（电信号远传）的仪表，液位变送部分（电气部分）的工作原理是利用磁性浮子作用在磁簧开关导致连入回路的电阻数目的变化，进而使得传感器部分可以发生与液位变化相对应的电阻信号。通过信号转化器，就可以把电阻信号转化成4～20mA的电流信号。本液位计的电子元件几乎没有电容器、电感等储能元器件。可以叠加HART通讯协议，也可以使用RS485总线通讯。 为了扩大它的使用范围，还可以根据相关标准及要求增加液位变送装
置，以输出多种电信号。其中，4～20mA电流信号是比较常用的一种。比如：在监测液位的同时磁控开关信号可用于对液位进行控制或报警；在翻柱液位计的基础上增加了4~20mA 变送传感器，在现场监测液位的同时，将液位的变化通过变送传感器、线缆及仪表传到控制室，实现远程监测和控制。 ●产品特点 本液位计是在借鉴国内外同类产品的基础上，积极吸收、揉合众多产品的优点，通过公司技术人员的精心设计而成的，采用优质磁体和进口电子元件。产品具有： 测量范围大，读数直观清晰； 密封结合面少，不易渗漏,安全可靠； 指示部分与被测介质完全隔离； 易于安装、维修方便。 ●适用范围： 随着市场需求的变化公司产品也在不断地实现质量技术的升级和生产工艺的改进、拓宽本液位计的应用领域及适用范围。另外，本液位计输出信号多样，实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。 本液位计几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量与控制。可以广泛运用于石油加工、市政、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与监测。
常用20种液位计工作原理.
本文通过对常用20 种液位计工作原理的解读,从各液位计安装使用及注意事项的分析,来判断液位计可能出现的故障现象以及如何来处理,系统的了解液位计, 从而为遇到工况能够在选择液位计上, 做出准确的判断提供依据。 常见液位计种类 1、磁翻板液位计 2、浮球液位计 3、钢带液位计 4、雷达物位计 5、磁致伸缩液位计 6、射频导纳液位计 7、音叉物位计 8、玻璃板/ 玻璃管液位计 9、静压式液位计 10、压力液位变送器 11、电容式液位计 12、智能电浮筒液位计 13、浮标液位计 14、浮筒液位变送器 15、电接点液位计
16、磁敏双色电子液位计 17、外测液位计 18、静压式液位计 19、超声波液位计 20、差压式液位计( 双法兰液位计 常用液位计的工作原理 1、磁翻板液位计 磁翻板液位计: 又叫磁浮子液位计, 磁翻柱液位计。 原理:连通器原理,根据浮力原理和磁性耦合作用研发而成,当被测容器中的液位升降时,浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板, 使红白翻柱翻转180°,当液位上升时翻柱由白色转为红色, 当液位下降时翻柱由红色转为白色, 面板上红白交界处为容器内液位的实际高度, 从而实现液位显示。 2、浮球液位计 浮球液位计结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球( 简称浮球在被测介质中的位置受浮力作用影响: 液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器(磁簧开关作用,使串连入电路的元件( 如定值电阻的数量发生变化, 进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况。 3、钢带液位计 它是利用力学平衡原理设计制作的。当液位改变时, 原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下, 将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置(浮子根据液位的情
各种液位计优缺点
常用液位计方式有以下几种：连通器式液位计、超声波液位计、电容式液位计、雷达液位计、磁性浮子液位计、磁致伸缩型液位计、静压式液位计、伺服式液位计;测量物位的有超声波物位计和放射性物位计等。从测量原理上来说可以分为接触式测量与非接触式测量、压力式原理测量等。下面就介绍上述的各种液位计的功能与缺点。 1、连通器式液位计： 应用最普通的玻璃液位计结构简单、价廉、直观，适于现场使用： 缺点：易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。 2、超声波液位计： 是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响精度比较低。 缺点：超声波液位计测试容易有盲区。不可以测量压力容器，不能测量易挥发性介质。 3、电容式液位计： 采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金
属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。 缺点：电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。被测液体的介电常数不稳定会引起误差。电容式液位计一般用于调节池、清水池测量。(注：液化气是否会对测量造成影响未知待确定) 4、雷达液位计： 采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：D=CT/2(D：雷达液位计到液面的距离C：光速T：电磁波运行时间) 雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。不需要传输媒介，不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点，能用于挥发介质的液位测量。采用
新型液位计的使用方法
余热锅炉新型液位计操作规程 一、液位计的使用方法 无论是首次投入使用，还是停车后再用，本使用方法都是适用的。 调试及启用的整个过程，应在接通电源、视场明亮的条件下进行。 1、预热液位计 1.1、把各阀门向右（顺时针方向）旋转，全关闭。 1.2、把排污阀向左（反时针方向）转一周，微开。 1.3、把气阀向左转1/4周，微开，使蒸汽进入液位计腔体，从排污阀排出。 液位计温度逐渐升高，在周围空气温度为20℃时约40分钟以后，将达到所需温度。 2、追加紧固压盖螺栓 由于液位计温度升高，各部件受热膨胀，会引起密度状态变化。所以，需要追加紧固压盖螺栓以防泄露。 3、向液位计导入热水、蒸汽，并确定水位。 在导入水汽之前，操作者一定站在水位计的侧面，不可站在前面工作。 3.1、关闭排污阀 3.2、把水阀缓慢开1/4周，向液位计中徐徐导入热水。 注意：水阀切不可开的太大，否则安全球将动作，堵死水路无法进行工作。 如果安全球已堵住通路，可关闭此阀，并重新缓慢开启。 3.3、慢慢打开汽阀1/4周，向液位计内徐徐导入蒸汽。若在此之前安全球已动作，则由于液位计内气压升高，安全球会自动脱落，再开水阀即可放入。 3.4、把气阀及水阀全部打开。 3.5、认真观察水位，锅水开始进入液位计，使水位逐渐升高，直到水位基本上不变为止。但水位应有微小波动，表示水汽管路畅通。 如看到有水部分的窗口变暗，甚至全黑，也不必惊慌。这是因为水中夹带有大量铁锈及其他脏物所致。这可用日常维护中冲洗液位计办法解决。 3.6、如果通过上述操作，而液位计中没有导入水或蒸汽，可关闭水、汽阀，开排污阀，重复3.1-3.5操作一次。再有问题应检查水、汽管路阀门或焊接管焊口处是否堵塞。 3.7、一切正常后，把水阀、汽阀各自回旋（顺时针）1/4周，这样可以防止在长期连续使用后阀杆与后座烧结在一起。 3.8、检查玻璃、云母，没有裂纹，压盖及阀不出现泄露为正常。 二、检查液位的方法 1、满开1/4周排污阀放出少量热水，此时水位下降，然后关闭排污阀。若水位回到原位置位为正常。 2、水位有微小波动为正常。 3、同其他水位计比较，显示基本相同为正常。 三、液位计的冲洗方法 1、关闭水、汽阀。 2、开水阀，放满水，关水阀。 3、开排污阀放水，冲洗液位计。 4、关排污阀。 重复上述步骤2-3次即可完成冲洗。