带隔离膜片压阻式变送器及其在液位测量中的应用

　　随着我国经济的高速发展和工业自动化水平的日益提高，在石油几化工、医药、食品、冶金、电厂、矿山、城镇排供水、水文勘探等领域的许多场合都需要对水位或液位进行准确的测量与控制。为了方便广大用户的合理设计选型，以提高液位测控效率及项目总体经济效益，现就结合我们麦克传感器有限公司多年来生产经营液位传感器、变送器及控制仪器仪表的实践经验，谈一谈带隔离膜片压阻式变送器的工作原理、结构设计、选型要求以及在液位(水位)测量中的安装使用，维修保养等方面的有关间题。

　　一、工作原理、结构形式与技术性能

　　从国内目前的应用水平看，压阻式液位变送器的应用正逐步成为液位测量的主要手段。这种变送器的基本工作原理相同，结构形式也无根本性差异，因此，为方便起见，现通过麦克传感器公司组装生产的426W系列全密封潜入式一体化压阻液位变送器加以说明。

　　1.基本测量原理

　　压阻式液位变送器对液位的测量是把与液位深度成正比的液体静压力通过变送器感测并转换成电流(或电压)信号输出，从而建立起输出电信号与液体深度的线性对应关系，实现对液位的测量.基本测量原理如图1所示。

　　式中 P—变送器在测量点受到的液体静压力

　　y—被测液体比重

　　h—测量点至液面的深度，即液位

　　2.结构形式

　　带隔离膜片压阻式液位变送器一般由充油芯体(传感器部分)、放大电路、不锈钢壳体、密封元件和通气电缆等组成(见图2)。其中核心部件—充油芯体(见图3)是由敏感元件硅片、膜片、金属壳体和硅油(充注于膜片与敏感元件硅片之间)组成.为了避免实际应用中被测液体长期直接作用于敏感元件对硅片寿命及性能的影响，我们麦克公司的液位变送器选用欧洲名牌瑞士KELLER公司的充油芯体，该芯体的敏感元件被安装在一个不锈钢壳体内，在敏感元件的前端壳体上焊接一个与测量介质非常相容的不锈钢隔离膜片，在敏感元件与膜片之间进行高度抽空，然后充入硅油密封，这样，当被测液体压力作用于膜片上时，压力通过硅油传递给敏感元件，起到隔离、保护作用。为了保证上述焊接、抽空、充油、密封等重要工艺环节的完美可靠，KELLER公司生产的系列10充油芯体在出厂前均严格进行64h的稳定性和可靠性试验，以确保每一台液位变送器的高质量。

　　变送器放大电路一般由供电反向保护电路、电源电压反相电路、差分放大电路和恒流源电路四部分组成。麦克426W液位变送器仍然采用KELLER公司的专用配套放大电路。该电路体小精致，性能良好，极方便于液位压力测量与信号转换放大的一体化组装。壳体材料目前都采用不锈钢。为了保证被测液体中的杂质对隔离膜片的冲击和粘积，麦克426W系列液位变送器还专门设计配置了正、侧面各有4个开孔的不锈钢壳帽，在较为复杂的使用环境条件下起到保护膜片、过滤介质液体的作用，定时清洗也十分方便。