几种常用的液位在线检测方法的比较

　　1引言

　　液位检测是许多部门工作和生产工艺过程中经常遇到的一个重要问题。石化、食品加工等行业和部门有许多油罐与盛液的反应锅、釜需要进行液位测量。从测量时限来说，有的测量时间没有限制，有的却是要求适时的;从测量范围来看，大的可达几十m，小的只有几十cm;从测量条件来讲，有的简单，有的复杂。有的高温有毒，有的高压防腐，有的液体挥发性很强，有的必须严防带电等等。特别是由于生产的高度自动化和信息化，对液位测量提出了精确、适时、在线的要求。近年来，随着科学技术的发展和生产单位产品成本的降低，出现和普及了一些能够满足这些要求的液位检测方法。

　　超声波、雷达、激光液位检测方法是通过检测信号的传播时间来确定液位的具体数值的。这几种液位检测方法都能够满足实时、在线检测要求，而且具有较高的精度，较好的重复性和稳定性。其基本原理是:假设传感器以顶置方式安放，如果发射信号与接收信号的时间差为At，则空高h=vAt/2，(v为波的传播速度)，然后通过简单的换算，就可以求得液位的高度。

　　2三种液位在线检测方法

　　2.1超声波法

　　超声波是指频率在2时『一Zxlo，，Hz，不能引起正常人听觉反应的机械振动波。超声波与声波的本质相同，都是物体的机械振动在弹性介质中传播所形成的机械振动波。超声波的反射和折射遵守几何光学规律。

　　(l)超声波液位检测原理

　　超声波是机械波，其传播速度在不同介质中会有所不同，约在每秒几百到几千米的范围内。超声波在气体中传播衰减小，且液气两种介质的声阻抗率差别极大(约4000倍)，反射极强，透人甚少，即几乎全反射。由于超声波界面反射信号强，发射和接收电路简单，因而应用较为广泛。超声波测量液位的方法很多，其中得到广泛应用的是脉冲回波法。这种方法是将检测信号施加于超声换能器所发出的超声波。超声波经过介质传播到达待测液面时，会在液体表面反射形成反射波，反射波被接收传感器接收并转换成电信号。由二次仪表测出超声波从发射到接收所需的时间，再根据介质中超声波传播速度和换能器的安装高度，计算出液位高度。

　　从图1中可以看出液位的高度为:

　　式中:

　　v为超声波在介质中的传播速度;

　　4t为超声波往返传播时间

　　由于超声波的传播速度随介质和实际环境下温度、压力等条件的变化而改变，因而要用超声波检测液位，还必须加以改进。一种可行的办法是通过采用多个换能器，将公式(1)中的V抵消掉，从而避免了超声波传播速度的影响，提高了测量的精度和使用的范围。