1 玻璃板法、雙色水位法、人工檢尺法
玻璃板法:玻璃板可通過(guò)連通器安裝,也可在容器壁上開(kāi)孔安裝,并可串聯(lián)幾段玻璃板以增大量程。液位數(shù)值直接從玻璃板刻度尺讀出。
雙色水位計(jì)法:該方法利用光學(xué)原理,使水顯示綠色,而使水蒸汽顯示紅色,從而指示出水位。
人工檢尺法:該方法用于測(cè)量油罐液位。測(cè)量時(shí),測(cè)量員把量油尺投入油品中,并在尺砣與罐底接觸時(shí)提起量油尺。根據(jù)量油尺上的油品痕跡,讀出油面高度;根據(jù)量油尺末端試水膏顏色的變化確定水墊層的高度,從而確定油高和水高。
以上3種方法都是人工測(cè)量方法,具有測(cè)量簡(jiǎn)單、可靠性高、直觀、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
2 浮子法、伺服法、
浮子法:該方法采用浮子作為液位測(cè)量元件,并驅(qū)動(dòng)編碼盤或編碼帶等顯示裝置,或連接電子變送器以便遠(yuǎn)距離傳輸測(cè)量信號(hào)。
伺服法:該方法采用波動(dòng)積分電路,消除抖動(dòng)、延長(zhǎng)壽命、提高液位測(cè)量精度。現(xiàn)代伺服液位儀的測(cè)量精度較高,已達(dá)到40 m量程內(nèi)小于1 mm的精度,且一般都具有測(cè)量密度分布和平均密度的功能。
以上2種方法都是利用浮力原理來(lái)工作的。
3 電阻法、電感法
電阻法:該方法特別適用于導(dǎo)電液體的測(cè)量,敏感器件具有電阻特性,其電阻值隨液位的變化而變化,故將電阻變化值傳送給二次電路即得到液位。探針式利用跟蹤測(cè)量法來(lái)測(cè)量液位,以液位上升的情形為例來(lái)說(shuō)明液位測(cè)量原理,當(dāng)液位上升時(shí),提起探針完全脫離液體,然后緩慢降低探針尋找液面,則探針與液體剛接觸時(shí)的位置即與液位相對(duì)應(yīng)。探針式的特點(diǎn)是測(cè)量精度很高、控制電路復(fù)雜.
電感法:該方法適用于導(dǎo)電液體的液位測(cè)量,特別是液態(tài)金屬。電感法的原理是,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。電感法應(yīng)用最為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).
4 磁致伸縮法、超聲波法
磁致伸縮法:該方法用于測(cè)量油罐液位的原理如圖5—1所示。圖5—1中有兩個(gè)浮子,分別用來(lái)檢測(cè)油氣界面和油水界面。各浮子內(nèi)都藏有一組永久磁鐵,用來(lái)產(chǎn)生固定磁場(chǎng)。測(cè)量時(shí),液位計(jì)頭部發(fā)出低電流“詢問(wèn)”脈沖,該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿波導(dǎo)管向下傳導(dǎo)。當(dāng)電流磁場(chǎng)與浮子磁場(chǎng)相遇時(shí),產(chǎn)生“返回”脈沖(也稱“波導(dǎo)扭曲”脈沖)。詢問(wèn)脈沖與返回脈沖之間的時(shí)間差即對(duì)應(yīng)油水界面和油氣界面的高度。磁致伸縮液位計(jì)安裝容易,測(cè)量精度很高,但液體密度變化和溫度變化會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差,浮子沿著波導(dǎo)管外的護(hù)導(dǎo)管上下移動(dòng),容易被卡死。
超聲波法:換能器將電功率脈沖轉(zhuǎn)換為超聲波,射向液面,經(jīng)液面反射后再由換能器將該超聲波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。超聲波是機(jī)械波,傳播衰減小,界面反射信號(hào)強(qiáng),且發(fā)射和接收電路簡(jiǎn)單,因而應(yīng)用較為廣泛;但超聲波的傳播速度受介質(zhì)的密度、濃度、溫度、壓力等因素影響,其測(cè)量精度較低。
以上2種方法都是通過(guò)檢測(cè)信號(hào)傳播的時(shí)間來(lái)確定液位的。設(shè)發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)的時(shí)間差為t,則空高h(yuǎn)=vt/2,v為波的傳播速度。
5 光纖傳感器法
光纖傳感法:文獻(xiàn)提出了一種光纖液位傳感器,當(dāng)液位變化時(shí),壓力傳感器的敏感彈性膜片產(chǎn)生位移,帶動(dòng)反光膜移動(dòng),使探頭感受的光強(qiáng)發(fā)生變化,從而計(jì)算出液位。文獻(xiàn)提出了又一種光纖液位傳感器,根據(jù)探頭在氣相和液相介質(zhì)中感受到光強(qiáng)的差異,判斷探頭的位置,并控制探頭跟蹤液位的變化,從而得到液位數(shù)值。