静压液位传感器测量基本原理

DATE:2020-08-24

   液位测量传感器的用户通常会被各种液位测量原理和产品弄得眼花缭乱。多年来，静压液位测量已经成为液位测量应用中最重要的测量技术。本文将对静压液位传感器测量的基本原理进行介绍。

   静压传感器可用于测量液位或液体的填充高度。静压测量是根据不流动液体的静压效应进行液位测量。该物理原理描述了静止（不流动）液体在测量点上的重力效应。这种重力通常被称为“静水压力”。静压液位测量最重要的条件就是所谓的“静压效应”。也就是说，不管容器是什么样的形状和体积，容器测量点处的静压总是 与液体高度成正比。

   在开放式或非气密性容器中进行静压液位测量时，需要对液体上方的大气进行连续压力补偿。作用在介质上的大气压力是一个额外的“力”，就像大气压力作用在整个系统上（包括液位传感器）一样。如果使用一个带有相对压力测量单元的压力传感器，该压力传感器与大气相连，那么它就能“自动”补偿液位测量中的大气压力影响。这就意味着在开放式或非气密性容器中使用一个相对压力传感器就能完全“消除”液位测量过程中液体所受到大气压的影响。因此，此时静水压力与大气压力无关。

   在密封式气密容器中进行液位测量，测量时需要对液体上方封闭的气相进行补偿。封闭的气相压力会对液体施加一个额外的力，并使容器底部的静压测量发生畸变。所以，必须通过额外的气相压力测量对这种畸变影响进行补偿。通常会再用一个压力传感器进行气体压力测量。这种应用通常被称为差压测量，两个单独的压力测量结果之间有一定的偏差。可以使用一个集成差压传感器来计算这个压力偏差。在该应用中，既可以使用差压传感器，也可以使用绝对压力传感器。

   静压液位测量技术由于具备耐用、高度可靠和安装方便等特点，一直以来都广受欢迎。下面列出了这种技术与其他测量原理相比的主要优点和局限。优点：经过实践检验的成熟测量原理，可靠性高，经过上百万次现场测试；坚固耐用的测量过程，不受干扰因素（比如泡沫、蒸汽、沉淀、污染物等）的影响；测量可靠性高，不受许多物理特性（比如电导率或黏度）的影响；液位测量不受容器几何形状影响；投入式和传统压力变送器的安装和运行都非常简单，无需校准或调节；可直接与介质相接触；多种备选设计方案和传感器技术可用，可以满足各种应用需求。局限：不适用于固体介质。