液位变送器的种类有哪些及优缺点
液位变送器是对压力变送器技术的延伸和发展，根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理，实现对水、油及糊状物的体积、液高、重量的准确测量和传送。它适用于流量、液位和压力（差压、表压和绝压）的测量，是石油、化工、冶金、电站、轻工及市政工程等领域的理想测量仪表。
液位变送器种类：
第一类为接触式，包括①单法兰静压/双法兰差压液位变送器，②浮球式液位变送器，③投入式液位变送器，④磁致伸缩液位变送器，⑤磁翻板液位变送器，⑥电容式液位变送器，⑦电动内浮球液位变送器，⑧伺服液位变送器，⑨电动浮筒液位变送器等。
第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。
1 单/双法兰液位变送器
原理：单法兰液位变送器是根据压力感应原理，通过液体的密度与压力的变化而计算出当前液体的高度。
种类及优缺点：接触式测量仪表。分为平膜式，插入式和伸缩式。平膜式可在法兰接口前加一个阀门。更换时关闭阀门快速更换。但是膜片工作在室外，必须在阀门和接管部位进行保温处理，或增加伴热，防止伸出部分在气温较低时冻结，造成测量不准确或膜片损坏。插入式浸入介质内部，无需伴热，但是更换检修时必须清空容器内液体并泄压。无法在线维修更换。伸缩式可以结合两种的优点，规避缺点。如果介质内有杂质或析出颗粒物，会堵塞导压管，造成测量不准确，需要定期清洗导压管，需要设定迁移，有零飘现象，不耐震。
技术参数：
测量介质：液体、气体
测量范围 0-6.2~37.4kPa（0-630~3810mmH2O
量程：0-31~186.8kPa（0-3162~19050mmH2O
精度:±0.1% URL
信号输出：4~20mA 4~20mA叠加HART
供电电压：24VDC(12VDC~45VDC) 防爆型:12~28VDC
稳定性：六个月±0.1% URL
介质温度：-40~+100℃
储存温度：-40~+100℃(不带液晶表头) -40~+70℃(带液晶表头)
整机工作温度 -40~+85℃(不带液晶表头) -30~+60℃(带液晶表头)
环境温度：-0~-100%相对湿度
温度影响：±(0.2%URL+0.18%检验量程)/56℃
电源影响：小于输出量程的0.0059%/V
防护等级：IP65
价格：适中
2 浮球式液位变送器
原理：浮球式液位计由浮球、插杆等组成。浮球液位计通过连接法兰安装于容器顶上，浮球根据排开液体体积相等等原理浮于液面，当容器的液位变化时浮球也随着上下移动，由于磁性作用，浮球液位计的干簧受磁性吸合，把液面位置变化成电信号，通过显示仪表用数字显示液体的实际位置，浮球液位计从而达到液面的远距离检测和控制，同时干簧管产生的电信号也可以对液位进行报警和高低位控制功能的
种类及优缺点：接触式测量仪表，造价便宜，应用广泛。根据浮球液位计的测量原理，浮球液位计的测量方式有两种，一种是浮球移动，导杆不动；另一种则是浮球和导杆同时移动。
浮球移动式的浮球和导杆间不能有杂物，否则会影响浮球的正常移动。所以，在选型时应注意确认液体中是否有杂质。若液体中有杂质，则尽量不使用浮球液位计。
导杆和浮球同时移动式，为确保浮球液位计稳定运行，一方面要避免导杆黏附杂物，注意浮球上下运动时不被阻碍，仪表安装的垂直度要符合一定要求。另一方面要求介质的流动能力不能太大。在介质存在流动情形时，应注意避开急流安装，必要时可加固导杆或加装静止套。
选型时，除应考虑浮球液位计本身的特点外，还应注意被测介质是否含有磁性杂质，周边是否存在磁体。如果存在磁性物质，则不适合选用浮球液位计进行测量。
技术参数：
测量范围：0-0.5m至0-4m
电源：24VDC(15~36VDC)
输出信号：4-20mADC二线制
测量精度：±1%(H≥1.0m时)±1.5%(H<1.0m时)
环境温度：-10～55℃湿度≤95%无强烈震动
介质温度：-20～120℃
介质压力：0-600KPa (特殊订货不超过2.5Mpa)
介质比重：≥0.4g/cm3、粘度：≤0.05Pa·S
防爆标志：ExiaIICT6Ga
价格：较低
3 投入式液位变送器
原理：投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号4～20mA输出信号。由一个内置毛细软管的特殊导气电缆、一个抗压接头和一个探头组成。一般采用顶部安装，将探头投入被测介质中，固定安装即可。
种类及优缺点：有投入式，电感式，直杆式等。
1、稳定性好，精度高；
2、投入式液位计直接投入到被测介质中，安装使用相当方便；
3、固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量，不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响宽范围的温度补偿。投入式液位计具有电源反相极性保护及过载限流保护；
4、有防阻塞型设计，安装简单，使用方便、互换能力强。
易出问题：毛细管破裂造成硅油渗透。探头进入池底或罐底沉积物中。罐内杂质颗粒较多堵塞防堵罩。探头的金属膜片出现问题。
技术参数：
测量介质：水油 等液体
压力类型：表压、绝压
量程：0～300m中间量程任选
综合精度: 0.1%FS
输出信号: 4～20mA(二线制)、0～5V、1～5V、0～10V(三线制)、HART通讯
供电电压: 12～36VDC
介质温度: -30～60℃
环境温度: -40～85℃
零点温漂移：≤±0.05%FS℃
量程温度漂移：≤±0.05%FS℃
补偿温度：0~70℃
安全过载：150%FS
极限过载：200%FS
采样频率：≤2ms
负载能力：(电流型)250~1425Ω(电压型)≥2KΩ
密封等级: IP68
防爆类型：ExiaⅡBT6(本质安全型)
长期稳定性能: 0.1%FS/年
振动影响: 在机械振动频率20Hz～1000Hz内，输出变化小于0.1%FS
机械连接(螺纹接口): 投入式(潜入式)
价格：较低
4 磁致伸缩液位变送器
原理：磁致伸缩界位变送器是由测量管、浮子和电子变送器三部分组成。测量管外管为不锈钢保护管，内部为磁致伸缩线；浮子沿测量管随液面上升或下降，浮子内装有永久磁铁，并在周围形成磁场；电子变送器定时发出电流脉冲，称起始脉冲，该脉冲沿磁致伸缩线向下传播，在向下运动中其周围也产生一个磁场。两磁场相遇瞬间产生一个扭力，作用于磁致伸缩线上，形成一个返回脉冲。该脉冲以固定的速度向上传播，并被电子变送器所接收。通过测量起始脉冲与返回脉冲之间的时间间隔即可精确的测出液位高度。
种类及优缺点：属于接触式液位变送器。测量精度相比于压差或浮子液位变送器高很多。可进行液位测量一个参数和界面测量多个参数。
优点：
1.可靠性强：由于磁致伸缩液位计采用波导原理，无机械可动部分，故无摩擦，无磨损。整个变换器封闭在不锈钢管内，和测量介质非接触，传感器工作可靠，寿命长。
2.精度高：由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作，工作中通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量，因此测量精度高，分辨率优于0.01%FS，这是用其它传感器难以达到的精度。
3.安全性好：磁致伸缩液位计的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特别适合对化工原料和易燃液体的测量。测量时无需开启罐盖，避免人工测量所存在的不安全性。
4.磁致伸缩液位计易于安装和维护简单：磁致伸缩液位仪一般通过罐顶已有管口进行安装，特别适用于地下储罐和已投运储罐的安装，并可在安装过程中不影响正常生产。
问题及解决方法：
1.不适合测量在杂质和颗粒较多的介质，在低温环境下有被测介质结晶析出时可能会出现无法正常工作现象。此时应增加伴热系统。
2.出现液位或界面长时间停留在某一固定数字的现象，很可能是磁性浮子上沾有了污物。这时，应该关掉液位计上下部球阀，排空液体，小心取出浮子，清洗干净磁性浮子上的污物，恢复即可。
3.不宜用在磁性环境复杂的场地以及罐体直径较大，高度较高的场合。
技术参数：
测量范围：刚性杆式0.1～5m，柔性管式0.5～20m
精确度：±1mm或0.1%取较大值
分辨率：0.1mm
适用介质：与探头材料相兼容的液体
工作压力：-0.05～10MPa
介质温度：-40～100℃(高温型-40～530℃)
介质密度：0.5～2.0g/cm3
介质粘度：≤0.8Pa·S
稳定性：±0.1％FS/年
温度系数：在环境温度范围内均为0.1％/10℃
电源电压：9～45VDC，通常24VDC
输出信号：4～20mADC二线制
最大负载：50×(电源电压-9)Ω
阻尼：0～24s之间可调
死区：上死区50mm；下死区50mm
电源影响：小于输出量程的0.005%/V
负载影响：供电电压恒定时，负载变化没有影响
湿度影响：0～95％相对湿度无影响
振动影响：对于l0g峰值，20～2000Hz条件下影响小于0.1％FS
外壳：模压铸铝（外涂环氧树脂）
防护等级：探头IP68、表头IP65
防爆：隔爆型：dⅡBT5；本安型：iaⅡCT6
现场指示：多功能LCD数字显示表
探杆材料：304、316L、PP、PVC、PTFE
浮子材料：304、316L、PP、PTFE
价格：高
5 磁翻板液位变送器
原理：磁翻板液位计远传变送器由液位传感器和转换模块组成，该变送器的传感器以捆绑的形式固定在MYFB型磁翻板液位计或MYFB顶装式磁性浮球液位计的主导管外侧，使其处于液位计同一磁耦系统中，当磁性浮子随液位上下移动时，对应液位位置的干簧芯片组受浮子内磁场的作用而动作，电阻链阻值发生变化，通过转换模块将变化的电阻信号转换成二线制4～20mADC标准信号输出，该信号可方便地与微电脑工业智能控制仪配套使用，或接其它二次仪表，从而达到显示、控制、调节和报警的目的。
种类及优缺点：有顶装式和侧装式，结构简单，显示直观，价格便宜。但是精度偏低，一般与其他远传液位计搭配使用。
优点：
1、使用、检修、维护方便。
2、耐高压、耐酸碱。
3、可直观、可远传。
缺点：
1.不能测量罐体内的高温介质，高温会使浮子上的磁片消磁。
2.罐体内进出料时，如果产生较大的波动会出现假液位，不能正常使用。
3.使用寿命短，如果放置在户外面板风化严重，浮子容易卡。
技术参数：
测量范围：0~150~6000mm
精确度：1%或±10mm
介质密度：0.4~2.0g/cm3
介质密度差：≥0.15g/cm3（测量界位）
工作压力：-0.1~22MPa
工作温度：-160~530℃
连接法兰：法兰通径为DN20~DN150
环境振动：频率≤25Hz振幅≤0.5mm
跟随速度：≤0.08m/s
介质粘度：≤0.4Pa
安装方式：垂直安装
排污阀：球阀、针型阀
价格：较低
6 电容式液位变送器
原理：电容式液位计是依据电容感应原理，当被测介质浸汲测量电极的高度变化时，引起其电容变化。它可将各种物位、液位介质高度的变化转换成标准电流信号，远传至操作控制室供二次仪表或计算机装置进行集中显示、报警或自动控制。
种类及优缺点：属接触式，一般应用于电导率较强的液体测量。例如：酸、碱液、含氯离子化合物液体等等。具有免维护，无漏点寿命长的优点，基本不用调试参数。但是，它要求液体不能有结晶或胶泥粘连在测量杆上。另外容器必须外壳是导电的，因为容器的壁是液位计的一个电极。不适用于被测介质容易析出结晶，或者有较强的腐蚀性的场合。
技术参数：
测量高度：0~60米
精度：0.5%F·S，1.0%F·S
电源：24VDC
功耗：＜720mW
环境温度：-40~,60℃
相对湿度：≤85%
测量介质温度：-200~+250℃
测量介质压力：1.6Mpa、2.5Mpa、6.4Mpa、10Mpa
测量颗粒物最大直径：≤10mm
价格：适中
7 钢带浮子式液位计
原理：钢带液位计是一种传统的液位计。它是利用力学平衡原理设计制作的。它是由液位检测装置、高精度位移传动系统、恒力装置、显示装置、变送器装置以及其他外设构成。
浸在被测液体中的浮子受到重力 W，浮力 F 和由恒力装置产生的恒定拉力 T 的作用，当三个力的矢量和等于零时，浮子处于准平衡静止状态。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。变送器把这种液位情况转换成标准电信号（4-20mA、RS485 信号）远传至控制室或计算机房进行数据显示和处理，从而实现自动化控制。
种类及优缺点：就地指示的接触式液位计。表头为纯机械式，具有实用性强、测量范围大、便于维护等优点。可与多种变送器连接，组成液位检测系统。可以广泛应用于石油、化工、电力、冶金、环保、水处理等领域中大中型贮罐各种液体以及高粘度、腐蚀性液体液位的常压条件下连续测量显示、传输与控制。但是机械结构较多，盘簧和测量钢带易出现破损断裂蜷曲等问题，需要经常检查盘簧轮，导向轮等机械结构是否有污垢，需要经常润滑。现在逐渐被伺服式液位计和雷达液位计所取代。
技术参数：
环境温度：-20～80℃
过程压力：常压
测量范围（m）：0～6、0～12、0～18、0～20
测量误差（mm）：±4.5
灵敏度（mm）：1.5
介质温度（℃）：-40～200
显示方式：由四位计数器和刻度盘显示
变送器部分
供电电压：24VDC
输出信号：4-20mADC(两线制)、RS-485 信号
精确度：优于 1.5%FS
防爆标志：EXdIIBT5
防护等级：优于 IP65
价格：较低
8 伺服式液位计
原理：基于浮力平衡原理，由微型伺服电机驱动浮子，原理与浮子钢带式液位计相似，但是伺服电机能将位移信号精确地转换成电信号，所以能以极高的精度测量比浮子钢带式液位计更微小的位移变化。
种类及优缺点：适用于容量较大，筒体直径较大，精度要求极高的工作场合。主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达液位计形成比较强的竞争。基本原理同钢带式液位计，但具有精确的力传感器以及伺服系统，形成闭环调节系统，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。精度高，能够达到1mm，满足计量级要求。适用于平静的轻质无腐蚀性液体。安装调试比较复杂，占用空间大同样有接触式液位计的各种不利因素价格高昂。
技术参数：
测量范围：0-50米
环境温度：-40~+70℃，
介质温度：小于200℃．
工作压力：<8.0MPa
使用电压：DC24V．(可选AC220V)
平均功耗：小于15W．
各输出接点的容量：AC5A／250V．
四线制：两线为电源接口螺纹M20X1.5
输出信号：模拟量4~20mADC,数字量HART1200波特移频键控（可选）
精度：液面±1mm．
示值分辨率：1mm．
相对湿度：95％．
测量材质：电子腔室，铸铝
轮鼓腔：SUS316不锈钢(也可根据用户要求选择)
接液材质：SUS316不锈钢(也可根据用户要求选择)
接口法兰标准：ANSI 150LB RF 80mm（3"） (也可根据用户要求选择)
防爆等级：Exd IIB+H2T6Gb
防护等级：IP67
关联设备：本安防爆场合需配安全栅
价格：高
9 射频导纳液位开关
原理：射频导纳是一种从电容式测量原理而发展起来的，主要用于料位仪，用法类似于投入式电容液位计。它具有防挂料、更可靠、更准确。适用更广泛的料位控制技术，射频导纳中导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、电感性成分综合成，而射频即高频无线电波谱，所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳实现物位测量。
种类及优缺点：
属接触式液位计。微波物位控制器采用先进的射频导纳技术，克服了电容式物位开关不能消除导电挂料影响的缺陷。可以测量不导电的浆体，油和粉末物体，粮食具有如下特点：
1、通用性强，适用于各种场合，可检测颗粒、飞灰、导电、非导电液体、粘稠物料；
2、抗粘附电路：先进的抗粘附电路设计，可以消除物料的粘附而产生虚假错误信号；
3、运行可靠，广泛适用于液体、浆体、粉尘、粮食等颗粒物等料位的报警与控制。
但是此种液位计现场调试很麻烦，必须经过实物标定才能准确，由于电极上绝缘层的原因，不能测量高温高压的介质。
技术参数：
供电电源：11.5～50VDC
输出：开关信号
输出方式：物位方式或距离方式
最大回路负载：２４ＶＤＣ时625Ω
环境温度：－４０℃～＋７7℃
响应时间：0.5S 0.5~30S可调
精度：±１％（标准条件下）
负载影响:0.2%(0~最大负载)
量程：最大２００００ＰＦ，最大１００ｍ（不同传感器最大量程不同）
静电火花防护（对传感器）:10A(标准)
射频防护:可内置滤波器
电器接口：３／４＂ＮＰＴ 可选Ｍ２０×1.５
分体电缆长度：7.6ｍ（标准），45.6ｍ（可选）
过程连接：ＮＰＴ锣纹安装（标准），法兰安装（可选）
外壳防护：ＩＰ６６
防爆区域等级：ＥｘiaIICT4
价格：较低
10 音叉式物位开关
原理：当受到物料阻尼作用时，振幅急剧降低且频率和相位发生明显变化，这些变化会被内部电子电路检测到，经过处理后，转换成开关信号输出。该产品可以对料罐的高低位进行监测、控制和报警，适用于各种液体、粉末、颗粒状固体。它实用简单、运行可靠、适应性强基本上是免维护的、音叉和输出均有工作状态，均用发光二极管指示，可依据习惯调整状态指示。所有类型均有高或低故障报警模式和可选择的仪表开关灵敏度。
种类及优缺点：
属于接触式液位计，应用范围广，适应性强，无需现场调教。
1 适应性强：被测介质不同的电参数、密度对测量均不产生影响。结垢、搅动、湍流、气泡、振动、中等粘度、高温、高压等恶劣条件对检测也无影响广泛应用于自来水、矿泉水、纸浆、胶水、染料、泥浆、碱溶液、酸溶液、啤酒、饮料、石化、轻工、食品、水处理、可产生气体的液体、流动性好的固体粉料或颗粒。
2 不需调校：由于音叉物位开关的检测不受被测介质电参数及密度的影响，所以无论测量何种介质都不需要现场调校；
3 免于维护：由于音叉物位开关的检测过程由电子电路完成，无活动部件，所以一经安装投入适用便不需要维护。
但是音叉液位计只输出开关量，只能负责对物位进行上、下限报警及控制，无法做到实时在线监测。而且侧装需对设备进行开孔。音叉在挂料或堆积污垢后导致音叉失灵，容易出现一直报警的现象。
技术参数：
供电电压：DC 24V 或 AC 220V；
工作温度：叉体 -40～150℃；
环境温度：-20～70℃；
工作压力：≤2MPa；
介质密度：≥ 0.7g/cm3；
输出方式：继电器输出（AC 220V/5A,DC 28V/10A）；
输出延时：1～50秒可调；
功率消耗：0.5W；
高低位报警：现场可设置为HLFS（高位报警方式）或LLFS（低位报警方式）；
电气接口：M20×1.5；
过程连接：1″NPT螺纹安装（标准，可选BSPT），法兰安装（可选）；
外壳防护：IP65；
防爆标志：Ex dⅡCT4。
价格：较低
11 雷达液位计
原理：雷达液位计属于非接触式液位计，它基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号，适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。
种类及优缺点：常用的是顶装的非接触式液位计。在介质挥发性较强或罐体内干扰条件过多时，可以选用导波雷达。
选用雷达式液位计有以下必要条件：
储液罐容积：对大型罐(10000～lO0000m)及比较大液化气罐可选用性能较高液位计，中小罐可选用一般液位计；
(2)储液罐用途：贸易罐应选用高精度液位计，中间罐可用一般液位计；
(3)液体液面特性：储存粘度大的液体液面(如重油)时，应尽量采用与被测液体液面不接触或少接触类型的液位计，如雷达式、超声波式和磁致伸缩液位计，轻油可采用一般液位计；
(4)用户实际需要：如果用户要求计量精度高而投资限制少，可以采用性能好的液位计，一般情况下，老罐区改造或更新可结合原有液位计使用保养情况考虑选型，尽量统一选型。
技术参数：
4-20mA/HART（四线）
导波雷达物位计
应用：液体、粉料、固体颗粒
测量范围：30米
过程连接：螺纹、法兰
过程温度：-200-400°
过程压力：-1.0-400bar
精度：<0.1%
频率范围：100MHZ－－1.8GHZ
防护等级：ExiaⅡC T6/IP67
信号输出:4-20mA （两线）
4-20mA/HART（两线）
4-20mA/HART（四线）
DEC-LEDC3导波雷达物位计
应用：液体、粉料、固体颗粒
测量范围：6米
过程连接：螺纹、法兰
过程温度：-40-250°
过程压力：-1.0-20bar
精度：<0.1%
频率范围：100MHZ－－1.8GHZ
防护等级：ExiaⅡC T6/IP67
信号输出:4-20mA/HART（两线）
价格：高
12 超声波液位计
原理：原理与雷达式液位计类似，应用场合与雷达式液位计也类似。在测量中超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。相比于雷达式精度更低，价格也更低。
种类及优缺点：非接触式液位计，有分体式和一体式。分体式相比一体式有更高的防护等级和耐用程度。一般用于更换不变，不易调试的场合。超声波液位计可广泛应用于粘稠介质，开放水池，大型储罐内部，维护成本低，安装维护方便，相比于接触式液位计运行更可靠。但是不适用于挥发性较强，有雾气的环境，以及液面有泡沫，真空，高温高压，蒸汽含量大的环境。测量精度相比雷达式液位计更差，测量范围也更小，功耗和测量盲区更大，雷达式液位计可以适应更复杂的工况。但是超声波液位计相比雷达式液位计价格更便宜。
技术参数：
量程范围：5m，10m，15m，20m，30m，40m，50m，60m
测量精度：0.5%~1%
模拟输出：2线制4-20mA输出,4线制4-20mA输出
数字输出：可选RS485，RS232
继电器输出：可选择AC250VAC 50Hz
环境温度：显示仪表-20-60℃，探头-20-80℃
安装尺寸：螺纹或法兰
价格：适中
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