一、磁翻板液位計(jì)
液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí) 翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí) 際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。
結(jié)構(gòu)用工作原理 :
側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)二引管連接法蘭（5）分別與容器引管法蘭連接，主導(dǎo)管（2）內(nèi)有一磁性浮子（6），該浮子根據(jù)被測(cè)介質(zhì)比重設(shè)計(jì),當(dāng)液體介質(zhì)進(jìn)入主導(dǎo)管內(nèi)時(shí)，磁性浮子可隨容器內(nèi)介質(zhì)變化上下浮動(dòng)。顯示部分為一列帶磁性的紅白二色小球（7），裝于支架上，可上下翻動(dòng)，外有有機(jī)玻璃板保護(hù)，由抱箍（3）固定在主導(dǎo)管外，并緊貼主導(dǎo)管。當(dāng)液體上升時(shí)，浮子上移，小球翻成紅色，反之，小球變成白色，紅白球分界處即為介質(zhì)液位，同時(shí)在面板（8）標(biāo)尺上讀得液位高度。主導(dǎo)管底部有法蘭（9）及排污閥（10）供安裝浮子、調(diào)試及清洗用。頂部裝有絲堵（11），供清洗等用途用。

二、雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過(guò)天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過(guò)電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測(cè)量。
即使工況比較復(fù)雜的情況下，存在虛假回波，用最新的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。
輸入
天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，精度可達(dá)到毫米級(jí)。距離物料表面的距離D與脈沖的時(shí)間行程T成正比：
D=C×T/2
其中C為光速
因空罐的距離E已知，則物位L為：
L=E-D
輸出
通過(guò)輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿罐高度F（=滿量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng)使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4－20mA輸出。
應(yīng)用介質(zhì)：
l SKD系列智能雷達(dá)物位計(jì)適用于對(duì)液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量，適用于溫度、壓力變化大；有惰性氣體及揮發(fā)存在的場(chǎng)合。
l 采用微波脈沖的測(cè)量方法，并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常工作。波束能量較低，可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi)，對(duì)人體及環(huán)境均無(wú)傷害。
安裝說(shuō)明

l 推薦距離（1）墻至安裝短管的外壁：
 離罐壁為罐直徑1/6處，最小距離為200mm。l
 不能安裝在入料口的上方（4）。l
l 不能安裝在中心位置（3），如果安裝在中央，會(huì)產(chǎn)生多重虛假回波，干擾回波會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。
l 如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質(zhì)會(huì)黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。
測(cè)量條件
注意事項(xiàng)
l 測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
l 若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見(jiàn)，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C 的位置。
l 理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端至少100mm。
l 對(duì)于過(guò)溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
 最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。l
l 隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。

三、磁致伸縮液位計(jì)
液位變送器由三個(gè)主要部分組成。外管部分是耐腐蝕，耐工業(yè)惡劣環(huán)境的產(chǎn)品材料。變送器的核心部分是最內(nèi)核的波導(dǎo)管，它是由一定的磁致伸縮物質(zhì)構(gòu)成。變送器的電子部分產(chǎn)生一個(gè)低電流的詢問(wèn)脈沖，該脈沖同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，并沿波導(dǎo)管向下傳播。當(dāng)該磁場(chǎng)和波導(dǎo)管上的浮子內(nèi)的永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相交時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖，或叫波導(dǎo)扭曲。應(yīng)變脈沖沿波導(dǎo)管返回并被電子單元所接收，通過(guò)精確測(cè)量詢問(wèn)脈沖和返回脈沖之間的時(shí)間間隔，可獲得高精度、高重復(fù)性的液位值。

四、超聲波液位計(jì)

超聲波液位計(jì)的工作原理是由換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖遇到被測(cè)介質(zhì)有關(guān)。表面被反射回來(lái)，部分反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時(shí)間間隔與換能器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時(shí)間T之間的關(guān)系可以用公式表示：S=C×T/2

由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭，無(wú)法識(shí)別，不能測(cè)量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。

 
五、電容液位計(jì)
電容式液位計(jì)是采用測(cè)量電容的變化來(lái)測(cè)量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個(gè)極，容器壁作為電容的另一極。
兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如：ε1>ε2，則當(dāng)液位升高時(shí)，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降，ε值減小，電容量也減小。
所以，可通過(guò)兩電極間的電容量的變化來(lái)測(cè)量液位的高低。電容液位計(jì)的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測(cè)量準(zhǔn)確，因被測(cè)介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。電容液位計(jì)體積小，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測(cè)量。

六、導(dǎo)納液位計(jì)
射頻導(dǎo)納式物位控制器是利用高頻技術(shù)，由電子線路產(chǎn)生一個(gè)小功率射頻信號(hào)于探頭上，探頭作為敏感元件，將來(lái)自物位介電常數(shù)引起的信號(hào)變化反饋給電子線路于這些變化包括電容量和電導(dǎo)量的變化，因而電子線路處理的是容抗和阻抗的綜合變化信號(hào),采用相位檢測(cè)技術(shù)將這種變化檢測(cè)出來(lái)，進(jìn)行處理后繼電器的輸出。它是在原電容測(cè)量的基礎(chǔ)上改進(jìn)為射頻導(dǎo)納測(cè)量技術(shù)，代表了當(dāng)今物位測(cè)量的新水平。常用有標(biāo)準(zhǔn)型、重型探頭型、耐高溫用陶瓷探頭型、堵料開(kāi)關(guān)、堵煤開(kāi)關(guān)等等。

七、射線液位計(jì)
輻射法：放射性同位素在衰變過(guò)程中會(huì)輻射射線，常見(jiàn)的射線有α、β、γ射線。其中，γ射線的穿透力強(qiáng)，射程遠(yuǎn)，故在核輻射液位測(cè)量中廣泛采用。實(shí)驗(yàn)證明，穿過(guò)物質(zhì)前后γ射線強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，并滿足以下關(guān)系［5］：
上式中：J0－穿過(guò)物質(zhì)前的強(qiáng)度；J－穿透物質(zhì)后的強(qiáng)度；μ－物質(zhì)對(duì)γ射線的衰減特性；d－物質(zhì)的厚度。核輻射式液位儀由放射源、探測(cè)器及處理電路組成。放射源大都采用鈷－60或銫－137。探測(cè)器有電離室、記數(shù)管、閃爍計(jì)數(shù)器等幾種，其作用是探測(cè)射線穿透物質(zhì)后的強(qiáng)度。核輻射液位儀采用非接觸式安裝，如圖6—3所示。圖6—3a采用點(diǎn)式放射源、探測(cè)器，測(cè)量范圍較小；圖6—3b采用點(diǎn)式放射源、線狀探測(cè)器，測(cè)量范圍較大；圖6—3c采用線狀放射源、探測(cè)器，測(cè)量范圍最大。除γ射線外，中子射線也可用來(lái)測(cè)量液位。中子射線的穿透能力極強(qiáng)，比γ射線強(qiáng)10倍以上，可穿透壁厚達(dá)9英寸的鋼質(zhì)容器［10］。射線液位儀安裝方便，測(cè)量精度能滿足大罐測(cè)量的需要，有一定的應(yīng)用場(chǎng)合。

八、射頻導(dǎo)納工作原理
射頻導(dǎo)納物位控制技術(shù)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的物位控制技術(shù)，“射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻測(cè)量導(dǎo)納。高頻正弦振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量信號(hào)源，利用電橋原理，以精確測(cè)量安裝在待測(cè)容器中的傳感器上的導(dǎo)納，在直接作用模式下，儀表的輸出隨物位的升高而增加。
射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別在于測(cè)量參量的多樣性、驅(qū)動(dòng)三端屏蔽技術(shù)和增加的兩個(gè)重要的電路，這些是根據(jù)在實(shí)踐中的寶貴經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)而成的。上述技術(shù)不但解決了連接電纜屏蔽和溫漂問(wèn)題，也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問(wèn)題。所增加的兩個(gè)電路是高精度振蕩器驅(qū)動(dòng)器和交流鑒相采樣器。
對(duì)一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)電性物料的容器，由于物料是導(dǎo)電的，接地點(diǎn)可以被認(rèn)為在探頭絕緣層的表面，對(duì)變送器探頭來(lái)說(shuō)僅表現(xiàn)為一個(gè)純電容，隨著容器排料，探桿上產(chǎn)生掛料，而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現(xiàn)在變成了由電容和電阻組成的復(fù)阻抗，從而引起兩個(gè)問(wèn)題。
射頻導(dǎo)納技術(shù)由于引入了除電容以外的測(cè)量參量，尤其是電阻參量，使得儀表測(cè)量信號(hào)信噪比上升，大幅度地提高了儀表的分辨力、準(zhǔn)確性和可靠性;測(cè)量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應(yīng)用領(lǐng)域。
第一個(gè)問(wèn)題是物料本身對(duì)探頭相當(dāng)于一個(gè)電容，它不消耗變送器的能量，(純電容不耗能)，但掛料對(duì)探頭等效電路中含有電阻，則掛料的阻抗會(huì)消耗能量，從而將振蕩器電壓拉下來(lái)，導(dǎo)致橋路輸出改變，產(chǎn)生測(cè)量誤差。我們?cè)谡袷幤髋c電橋之間增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，使消耗的能量得到補(bǔ)充，因而會(huì)穩(wěn)定加在探頭的振蕩電壓。
第二個(gè)問(wèn)題是對(duì)于導(dǎo)電物料，探頭絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個(gè)物料及掛料區(qū)，使有效測(cè)量電容擴(kuò)展到掛料的頂端，這樣便產(chǎn)生掛料誤差，且導(dǎo)電性越強(qiáng)誤差越大。但任何物料都不完全導(dǎo)電的。從電學(xué)角度來(lái)看，掛料層相當(dāng)于一個(gè)電阻，傳感元件被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據(jù)數(shù)學(xué)理論，如果掛料足夠長(zhǎng)，則掛料的電容和電阻部分的阻抗和容抗數(shù)值相等，因此用交流鑒相采樣器可以分別測(cè)量電容和電阻。測(cè)得的總電容相當(dāng)于C物位+C掛料，再減去與C掛料相等的電阻R，就可以獲得物位真實(shí)值，從而排除掛料的影
響。即
C測(cè)量＝C物位＋C掛料
C物位＝C測(cè)量-C掛料＝C測(cè)量-R
這些多參量的測(cè)量，是測(cè)量的基礎(chǔ)，交流鑒相采樣器是實(shí)現(xiàn)的手段。由于使用了上述三項(xiàng)技術(shù)，使得射頻導(dǎo)納技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中展現(xiàn)出非凡的生命力。

本文由：外測(cè)超聲波液位計(jì)www.dhechina.com，原創(chuàng)出版