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靜壓液位傳感器測量基本原理

DATE:2020-08-24

        

   液位測量傳感器的用戶通常會被各種液位測量原理和產品弄得眼花繚亂。多年來,靜壓液位測量已經成為液位測量應用中最重要的測量技術。本文將對靜壓液位傳感器測量的基本原理進行介紹。

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

   在開放式或非氣密性容器中進行靜壓液位測量時,需要對液體上方的大氣進行連續壓力補償。作用在介質上的大氣壓力是一個額外的“力”,就像大氣壓力作用在整個系統上(包括液位傳感器)一樣。如果使用一個帶有相對壓力測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”補償液位測量中的大氣壓力影響。這就意味著在開放式或非氣密性容器中使用一個相對壓力傳感器就能完全“消除”液位測量過程中液體所受到大氣壓的影響。因此,此時靜水壓力與大氣壓力無關。

   在密封式氣密容器中進行液位測量,測量時需要對液體上方封閉的氣相進行補償。封閉的氣相壓力會對液體施加一個額外的力,并使容器底部的靜壓測量發生畸變。所以,必須通過額外的氣相壓力測量對這種畸變影響進行補償。通常會再用一個壓力傳感器進行氣體壓力測量。這種應用通常被稱為差壓測量,兩個單獨的壓力測量結果之間有一定的偏差??梢允褂靡粋€集成差壓傳感器來計算這個壓力偏差。在該應用中,既可以使用差壓傳感器,也可以使用絕對壓力傳感器。

   靜壓液位測量技術由于具備耐用、高度可靠和安裝方便等特點,一直以來都廣受歡迎。下面列出了這種技術與其他測量原理相比的主要優點和局限。優點:經過實踐檢驗的成熟測量原理,可靠性高,經過上百萬次現場測試;堅固耐用的測量過程,不受干擾因素(比如泡沫、蒸汽、沉淀、污染物等)的影響;測量可靠性高,不受許多物理特性(比如電導率或黏度)的影響;液位測量不受容器幾何形狀影響;投入式和傳統壓力變送器的安裝和運行都非常簡單,無需校準或調節;可直接與介質相接觸;多種備選設計方案和傳感器技術可用,可以滿足各種應用需求。局限:不適用于固體介質。





       



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