靜壓液位傳感器測(cè)量基本原理

DATE:2020-08-24

   液位測(cè)量傳感器的用戶通常會(huì)被各種液位測(cè)量原理和產(chǎn)品弄得眼花繚亂。多年來(lái)，靜壓液位測(cè)量已經(jīng)成為液位測(cè)量應(yīng)用中最重要的測(cè)量技術(shù)。本文將對(duì)靜壓液位傳感器測(cè)量的基本原理進(jìn)行介紹。

   靜壓傳感器可用于測(cè)量液位或液體的填充高度。靜壓測(cè)量是根據(jù)不流動(dòng)液體的靜壓效應(yīng)進(jìn)行液位測(cè)量。該物理原理描述了靜止（不流動(dòng)）液體在測(cè)量點(diǎn)上的重力效應(yīng)。這種重力通常被稱為“靜水壓力”。靜壓液位測(cè)量最重要的條件就是所謂的“靜壓效應(yīng)”。也就是說(shuō)，不管容器是什么樣的形狀和體積，容器測(cè)量點(diǎn)處的靜壓總是 與液體高度成正比。

   在開(kāi)放式或非氣密性容器中進(jìn)行靜壓液位測(cè)量時(shí)，需要對(duì)液體上方的大氣進(jìn)行連續(xù)壓力補(bǔ)償。作用在介質(zhì)上的大氣壓力是一個(gè)額外的“力”，就像大氣壓力作用在整個(gè)系統(tǒng)上（包括液位傳感器）一樣。如果使用一個(gè)帶有相對(duì)壓力測(cè)量單元的壓力傳感器，該壓力傳感器與大氣相連，那么它就能“自動(dòng)”補(bǔ)償液位測(cè)量中的大氣壓力影響。這就意味著在開(kāi)放式或非氣密性容器中使用一個(gè)相對(duì)壓力傳感器就能完全“消除”液位測(cè)量過(guò)程中液體所受到大氣壓的影響。因此，此時(shí)靜水壓力與大氣壓力無(wú)關(guān)。

   在密封式氣密容器中進(jìn)行液位測(cè)量，測(cè)量時(shí)需要對(duì)液體上方封閉的氣相進(jìn)行補(bǔ)償。封閉的氣相壓力會(huì)對(duì)液體施加一個(gè)額外的力，并使容器底部的靜壓測(cè)量發(fā)生畸變。所以，必須通過(guò)額外的氣相壓力測(cè)量對(duì)這種畸變影響進(jìn)行補(bǔ)償。通常會(huì)再用一個(gè)壓力傳感器進(jìn)行氣體壓力測(cè)量。這種應(yīng)用通常被稱為差壓測(cè)量，兩個(gè)單獨(dú)的壓力測(cè)量結(jié)果之間有一定的偏差。可以使用一個(gè)集成差壓傳感器來(lái)計(jì)算這個(gè)壓力偏差。在該應(yīng)用中，既可以使用差壓傳感器，也可以使用絕對(duì)壓力傳感器。

   靜壓液位測(cè)量技術(shù)由于具備耐用、高度可靠和安裝方便等特點(diǎn)，一直以來(lái)都廣受歡迎。下面列出了這種技術(shù)與其他測(cè)量原理相比的主要優(yōu)點(diǎn)和局限。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的成熟測(cè)量原理，可靠性高，經(jīng)過(guò)上百萬(wàn)次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；堅(jiān)固耐用的測(cè)量過(guò)程，不受干擾因素（比如泡沫、蒸汽、沉淀、污染物等）的影響；測(cè)量可靠性高，不受許多物理特性（比如電導(dǎo)率或黏度）的影響；液位測(cè)量不受容器幾何形狀影響；投入式和傳統(tǒng)壓力變送器的安裝和運(yùn)行都非常簡(jiǎn)單，無(wú)需校準(zhǔn)或調(diào)節(jié)；可直接與介質(zhì)相接觸；多種備選設(shè)計(jì)方案和傳感器技術(shù)可用，可以滿足各種應(yīng)用需求。局限：不適用于固體介質(zhì)。