测量液位技术发展之-新兴技术

　　也许更早连续液位测量技术和那些现在受到青睐的***显著差异是利用时间飞行(TOF)测量以转导的液面到传统的输出。这些新的设备典型地通过测量在一个传感器或发射器附近的容器顶部液面和一个参考点之间的距离进行操作。该系统通常产生在参考点，它通过任一蒸汽空间或导体行进的脉冲波，反射离开液体表面，并返回到参考点的拾取。一个电子定时电路测量总行程时间。由两次波的速度除以行程时间给予的流体的表面的距离。该技术的主要区别在于用于进行测量的那种脉冲。超声，微波(雷达)和光都已经被证明是有用的。

　　磁致伸缩液位变送器。使用含有浮动的磁体，以确定液位的优点已经建立，并且磁致伸缩是一个成熟的技术用于非常精确地读出浮动的位置。而不是机械的环节，磁致伸缩发射机使用扭转波的速度沿着电线找到浮动并报告它的位置。

　　图7.磁致伸缩液位变送器使用扭转波的速度在一个金属丝，以产生一个电平测量。

　　传感器导线被连接到一个压电陶瓷传感器在发射器和一个张力夹具连接于所述传感器管的另一端。该管既可以通过在浮子的中心的孔中运行或邻近于浮动非磁性浮子室的外部。

　　来定位浮子，发射机发送一个短的电流脉冲向下传感器导线，设置沿其整个长度的磁场。同时，一个定时电路被触发接通。外地与在浮子磁铁产生的场立即相互作用。整体效果是，在短暂的时间的电流流动时，扭转力在导线产生的，很象超声波振动或波。这股力量在特征速度旅行回到压电陶瓷传感器。当传感器检测到的扭转波，它产生的通知定时电路，该波已到达，并停止定时电路的电信号。定时电路测量电流脉冲的开始和波的到达之间的时间间隔(TOF)。从这个信息，浮子的位置是很精确地确定和呈现由发射机的电平信号。该技术的主要优点是，信号速度是已知和恒定带过程变量如温度和压力，以及所述信号数字不受泡沫，光束发散，或虚假回波。另一个好处是，***的运动的部分是骑上下与流体的表面上的浮动。

　　超声波液位变送器。超声波液位传感器(见图8)测量传感器和使用超声波脉冲所需要的时间，以从换能器传播到流体表面的表面和背面(TOF)之间的距离。这些传感器用在几十千赫范围的频率; 运输时间为6〜MS /平方米。音速(340米/秒在空气中于15℃(1115 fps的在60°F)，取决于在顶部空间和它们的温度的气体的混合物。虽然传感器的温度为(假定传感器是在补偿相同的温度在顶部空间中的空气)，该技术不限于在空气或氮气的大气压力测量结果。

　　激光液位变送器。设计用于散装固体，浆液，和不透明液体如脏贮槽，牛奶和液体苯乙烯，激光器上非常相似，超声波液位传感器的原理工作。代替使用音速找到的水平，但是，它们使用的光的速度(参见图9)。

　　在一个容器的顶部的激光发射器发射的光的短脉冲下降到处理液表面，其反射回检测器。定时电路测量的经过时间(TOF)，并计算所述距离。关键是，激光器具有几乎没有波束扩散(0.2°光束发散)，无假回波，并且可以通过的空间被引导小到2。2激光器是精确的，即使在蒸气和泡沫。它们非常适用于具有众多障碍物容器使用，并且可以测量距离可达1500英尺，对于***温或***压应用中，如在反应器容器，激光器必须在与专门视线窗一起使用，以在发射机从隔离的过程。这些玻璃窗必须通过以***小的扩散和衰减激光束，并且必须包含在工艺条件。

　　雷达液位变送器。通过空气的雷达系统波束微波向下从任一个喇叭或在一个容器的顶部上的棒状天线。该信号反射离开流体表面回天线，和一个定时电路通过测量往返时间(TOF)计算到液面的距离。流体的介电常数，如果较低，则可以提出测量问题。其原因是，反射能量的微波(雷达)的频率的量取决于流体的介电常数，并且如果ř低，大多数雷达的能量的进入或穿过。水(- [R = 80)产生于在改变或不连续的优异的反射ř。

　　在通过空中雷达系统，所述雷达电波从折磨超声波发射器相同的光束发散受到影响。内部管道，在天线存款，并从罐堆积，阻碍多次反射会导致错误的读数。为了克服这些问题，采用模糊逻辑的复杂算法必须纳入发射机。发射机设置可能是乏味和数字在这个过程中的环境(堆积等)的变化可能会产生问题。

　　导波雷达(GWR)系统(见图10)可以得到答案。刚性探针或柔性电缆的天线系统引导微波从槽的顶部液面向下和回发射机。与通过空中雷达，从低到***的变化- [R引起反思。导波雷达是20×不是通过空中雷达更有效，因为该指南提供了一个更集中的能源道路。不同天线配置允许测量向下ř = 1.4和更低。此外，这些CPCI系统可以垂直安装，或者在某些情况下，水平方向与导向被弯曲至90°或成角度，并且提供清晰的测量信号。

　　GWR展品大部分的优势和几个超声，激光和露天雷达系统的负债。雷达的波速度是通过蒸汽空间气体组成，温度或压力基本上不受影响。它与没有需要重新校准的真空，并且可以通过大多数泡沫层测量。围波跟随探针或电缆消除光束传播的问题，并从罐壁和结构虚假回波。

　　总结

　　在不同的测量技术总趋势反映市场驱动力。精致数码电子正在液位传感器和其它测量设备更人性化，更可靠，更易于设置，更便宜。改进的通信接口饲料级测量数据到公司现有的控制和/或信息系统。

　　今天的水平传感器并入越来越多种材料和合金，以打击恶劣环境如油，酸，以及温度和压力的极端。新材料的帮助过程仪表满足***需求，以及，如适用于腐蚀性应用和电抛光316不锈钢洁净度的要求作出PTFE夹套材料的组件。使这些新材料的探针允许在几乎任何应用中使用接触发射机。

　　今天的趋势是与由定时测量测量到流体表面的距离的系统来取代机械和压力为基础的测量工具。磁致伸缩，超声波，导波雷达和激光发射器是***通用的技术之一。这样的系统中使用的一些物理参数(密度，介电常数，和声波或光反射)的急剧变化在过程流体表面，以确定的水平。

　　这些新兴技术利用***新的电子技术和嵌入式集成基于微处理器的数字计算机控制，分析和通信功能。