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液位测量技术发展及现状国内外文献综述

目录

TOC\o1-2\h\u13479液位测量技术发展及现状国内外文献综述 1

253721.1液位测量技术发展[1-3] 1

295421.2液位测量方法概述 2

220731.2.1直接接触型测量方法[4-6] 2

324101.2.2非直接接触型测量方法 3

120601.3电容式液位检测技术的发展[1] 4

3096参考文献 5

1.1液位测量技术发展[1-3]

实时液位测量专业技术的初步发展时期，按照机械设备理论，通常是直视法与浮力法，显示直接，可以实现液位警示的功能，例如最开始的浮漂式液位测量传感器。但是，伴随着电子信息专业技术的快速发展进步，常规的实时液位测量专业技术逐渐完成了机械与电气相结合的转变，利用液体的个别物理特征属性，例如介电常量、电导比例等，衍生出许多全新的测试模式，例如可变电容式、光导纤维式等。

相比而言，国外的实时液位测量专业技术要比国内的发展早很多，切分析研究深入、全面。很多企业研发出多种不同的使用性能、智能化、综合水平高、准确度高的实时液位测量设备及专业技术，同时正逐步开始向高精度、智能化、提高适应恶劣环境的能力方面转变。例如美国DREXELBROOK企业研发的UniversallⅡTM实时液位变送控制器设备（应用电容式射频导纳理论，其准确度可以达到1.0‰，标准量程可以达到15m，自动输出参考标准的4-20mA工作电流数据信号，设立最高上限位、最低下限位自动报警，并且兼容支持人工智能通信服务协议—HART、Honeywell等）。美国Milltronics企业应用非直接接触型超声波测量确定技术，研发出超声波式实时液位检测传感器，不仅能够精确测量实时液位，而且可以计算液位差，30cm到14m作用范围的任何液位改变都能监督控制；Magmetrol国际公司同样采用非接触式超声波测量，研制出Echtel-FⅡ型超声波液位计。美国在实时液位传感器方面一直处于领先地位，和日本、加拿大等企业研发的实时液位测试产品,在全球交易市场上占据有巨大的份额。为了解决国内实时液位测量技术与国外相比存在的起步晚、发展慢、自动化程度低等问题，一方面引入外国比较先进、准确度高的测量标定专业技术，但是成本费用比较大；与此同时，也在已有综合水平上展开专业技术改善，提升国内相关实时液位测试的准确度。最近几年以来得益于经济的稳定发展进步，中国的科研技术综合水平持续提升，实时液位检测技术也有了长足的进步。

1.2液位测量方法概述

多年的科学技术发展，各国家都应用了大量的方法和传感器设备来实现对实时液位的测量，对于已广泛使用的现有液位检测设备，其涉及到的专业技术及原理分类已有十余种。目前直视法已不常使用，广泛使用的实时液位测量方法，根据探测头和被测中间介质的具体位置相互关系能够划分为直接接触型与非直接接触型两大类。

1.2.1直接接触型测量方法[4-6]

（1）浮力式实时液位测量法

浮力式实时液位测量是应用较早的一种测量方法，由于结构简单，价格低廉，目前仍有较广泛的应用。该类测量方法依靠浮力原理测量实时液位，形成了很多种不同测量实现形式，例如：

浮子式：应用浮子作为实时液位测量确定设备元件，联动程序编码盘或者程序编码带等自动显示设备，或者链接变送控制器设备，方便了远距离自动传输测量确定数据信号；

浮球式：使用杠杆模型，浮球伴随着介质实时液位改变而绕转轴机械转动，联动转轴上的指示针机械转动，并且和另一端形成平衡关系，与此同时，在标准刻度盘上显示有效液位的具体数字。

除了以上方式外，还有伺服式、沉筒式，均属于利用浮力原理来工作的。这类装置结构简单，较易实现，但是浮子或浮球等会随着液位上下波动，影响测量精度；另外，因其有机械活动部件，长时间使用易磨损，且摩擦会对测量准确性产生影响。

（2）差压式实时液位测量法

差压式实时液位测量法是利用液面高度变化时容器底部的压力也随之而变，引起半导体硅片形变，引发测量电桥不平衡，将实时液位信号换位电压信号。差压式实时液位测量原理简单，应用广泛，但也有其局限性，要求被测液体的密度是已知的，而且要恒定不变。

（3）磁致伸缩原理实时液位测量法

磁致伸缩原理实时液位测量确定的理论是，当感应设备工作的时候，感应设备的工作电路组成部分将会在测杆里的波导丝上激励出信号脉冲工作电流，这个工作电流沿波导丝传播的时候，就会在波导丝的四周形成信号脉冲工作电流磁场。经过测量确定信号脉冲工作电流和扭转波的有效时间差，能够准确地得知浮子所在的具体位置，也就是液面的具体位置。这种类型的感应设备准确度高、便于装配维护，可以长时间工作，但是如果液体介质密度较大时，浮子容易卡滞，产生较大误差，而且与其它原理传感器相比，价格也比较昂贵。

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