投入式液位计通过测量液体静压并将其转换为电信号,再经过信号调理和换算,得到液位值。
一、核心原理
静压与液位的关系
根据公式 P = ρgh(P为压力,ρ为介质密度,g为重力加速度,h为测量点深度),液体静压与液位高度成正比。投入式液位计通过测量探头处的静压,间接反映液位高度。
传感器工作机制
液位计探头内置扩散硅或陶瓷敏感元件,利用压阻效应将静压转换为电信号。该信号经过温度补偿和线性校正后,输出为标准电信号(如4-20mA或1-5VDC)。
二、液位值计算步骤
压力测量
探头直接投入液体中,测量点处的静压通过传感器转换为电信号。
信号调理
电信号经过温度补偿和线性校正,消除环境温度和元件非线性的影响,确保输出稳定可靠。
液位换算
通过二次仪表或PLC,结合介质密度(ρ)和重力加速度(g),将电信号换算为实际液位值(h)。
其中,P由传感器输出的电信号反推得到。
三、安装与使用要点
垂直安装
探头需垂直插入液体中,确保静压均匀作用于感压膜片。若倾斜安装,会导致压力分布不均,产生测量误差。
环境适应性
适用于盐酸、硫酸、硝酸等腐蚀性液体,或化工废水等场景。探头材质(如316L不锈钢)需与介质兼容。
供电与输出
通常需24VDC供电,输出信号为4-20mA(可选HART协议)或1-5VDC。需确保电源稳定,避免信号干扰。
四、应用场景
工业过程控制:监测化工储罐、反应釜液位,确保生产安全。
水处理:监测水槽、池塘水位,优化水处理流程。
环境监测:监测湖泊、河流水位,辅助水资源管理。
五、注意事项
介质密度与重力加速度:换算液位时需准确输入介质密度和当地重力加速度,否则会导致测量偏差。
温度补偿:温度变化会影响介质密度和传感器性能,需确保温度补偿功能正常。
维护与校准:定期清洁探头,避免淤泥杂质进入设备内部,必要时进行校准。
投入式液位计通过“静压测量-信号转换-液位换算”的完整流程,实现了对液位的监测,为工业自动化和环境管理提供了可靠数据支持。