液位檢測與監(jiān)控在自動化生產(chǎn)過程中一直起著比較重要的作用，在食品、飲料、日化、醫(yī)藥、半導(dǎo)體等行業(yè)，各種機(jī)械設(shè)備的冷卻潤滑等方面，液位檢測與監(jiān)控直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至關(guān)系到生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行。此外，由于液位檢測環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，傳感器的應(yīng)用也面臨著諸多挑戰(zhàn)。
與此同時(shí)，隨著自動化程度的提高，為保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，生產(chǎn)過程由人工直接監(jiān)控干預(yù)的時(shí)代也已經(jīng)遠(yuǎn)去了，傳感器的重要性也越來越突出，并越來越多地被應(yīng)用到程序系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，不再是單純的機(jī)械、粗略的監(jiān)控；因此，它除了要求檢測的可靠性、穩(wěn)定性外，還要求安裝、調(diào)試的簡單化，尺寸的小型化，應(yīng)用的多樣化。
此外，由于液位檢測環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，傳感器的應(yīng)用也面臨著諸多挑戰(zhàn)。如：高粘度液體高度檢測，含雜質(zhì)廢水液位監(jiān)測，泡沫液位高度測量，腐蝕性液體高度報(bào)警等。當(dāng)前，市場上針對不同的應(yīng)用提供了多種有效的解決方案，但是如何選擇合適的，高性價(jià)比的傳感器卻一直令工程師們頭疼。
普通水平探測方法：
在選擇合適的液位傳感器時(shí)，不僅要了解被測液體的性質(zhì)和狀態(tài)，還要了解不同檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以便選擇適合的方法。下面是目前市場上常用的檢測方法。
激光器測量：基于光學(xué)檢測原理的激光類傳感器，通過物體表面反射光到接收器，光斑較小且集中，易于安裝和校準(zhǔn)，靈活性好，可用于散料或液位連續(xù)報(bào)警或限位報(bào)警等；但不適用于透明液體(透明液體易折射光，導(dǎo)致光線無法反射到接收器)、泡沫環(huán)境或蒸汽環(huán)境(難以穿透泡沫或易受蒸汽干擾)、波動液體(易造成誤動作)和振動環(huán)境等。
反射TDR/導(dǎo)波雷達(dá)/微波原理測量：TDR在工業(yè)中有許多不同的叫法，它具有激光測量的優(yōu)點(diǎn)，例如：易于安裝、校驗(yàn)，靈活性好等，此外它比激光檢測更好，無需重復(fù)校驗(yàn)和多功能輸出等，它適用于各種液位泡沫的檢測，不受液體顏色的影響，甚至適用于高粘度液體，受外界環(huán)境干擾較小，但其測量高度一般小于6米。
超聲測量：由于它是通過探測超聲發(fā)射和反射之間的時(shí)間間隔來計(jì)算液面高度的，所以在超聲傳播中很容易受到能量損失的影響。它還具有安裝方便，靈活性高的特點(diǎn)，通?？梢园惭b在高度較高的地方，用于非接觸測量。但是在含蒸汽、粉料等環(huán)境中使用時(shí)，探測距離會明顯縮短，不推薦在吸收環(huán)境中使用，如泡沫等。
聲叉測振：聲叉測振只用于開關(guān)的量輸出，不能用于連續(xù)監(jiān)測液體高度。該方法的原理是：當(dāng)液體或散料充滿兩個(gè)振動叉時(shí)，諧振頻率發(fā)生變化，通過檢測頻率的變化來發(fā)出開關(guān)信號。它可以對高粘度液體或固體散料進(jìn)行高度監(jiān)測，主要有防溢報(bào)警，低液位報(bào)警等，不提供模擬量輸出，另外，在大多數(shù)情況下需要在容器側(cè)面開孔安裝。
光折射式測量：光通過傳感器內(nèi)部發(fā)射光源，光通過透明樹脂反射到傳感器接收端，但是當(dāng)光反射到液體表面時(shí)，部分光折射到液體表面，使傳感器檢測到全反射回來的光量減少，從而監(jiān)測液體表面。這種檢測方式成本低，安裝、調(diào)試簡單，但只能用于透明液體，同時(shí)只能輸出開關(guān)量信號。
靜壓力測量法：采用一種安裝在底部的壓力傳感器，通過對底部液體壓力的檢測，將壓力轉(zhuǎn)換計(jì)算出液面高度，其底部液體壓力的參考值是與頂部連接的大氣壓或已知的氣壓。這種檢測方式要求使用高精度的齊平壓力傳感器，同時(shí)轉(zhuǎn)換過程需要連續(xù)的標(biāo)定，它的優(yōu)點(diǎn)是不受液位高度的限制，但是標(biāo)定高度越高，傳感器的精度要求就越高，在長期使用或更換液體時(shí)，需要反復(fù)標(biāo)定。
電容量測量：電容量測量主要是通過測量由液面或散料高度變化引起的電容值變化來測量料位高度。它有多種類型，具有可輸出模擬量的電容式液位計(jì)、電容式液位接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)可安裝在容器的一端，用于非接觸檢測。在選材時(shí)要注意，電容傳感器易受不同容器材料和溶液性質(zhì)的影響，如塑料容器和掛料等，對模擬量輸出有很大影響。
浮球檢測：這種方法是最簡單和最古老的，而且價(jià)格比較便宜。采用機(jī)械檢測法，主要通過浮球的上下升降來檢測液面的變化，易受浮力的影響，重復(fù)精度差，不同液體需重新校準(zhǔn)。不可用于粘稠或含有雜質(zhì)的液體，易引起浮球堵塞，同時(shí)，不符合食品衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用要求。
在了解了各種檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)之后，相信您對于液位傳感器的選擇也逐漸有了一個(gè)清晰的概念。在開始選擇前，首先要清楚的是，我們需要傳感器達(dá)到什么效果？是否屬于開關(guān)數(shù)量輸出或模擬數(shù)量輸出？開關(guān)/數(shù)字量輸出通常用于報(bào)警或保護(hù)作用，如灌裝時(shí)的防溢報(bào)警，低液位防泵空轉(zhuǎn)保護(hù)等；模擬量輸出主要用于過程控制，包括灌裝容量，液位顯示，加料速度控制等。
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