差壓式液位計（差壓變送器）和γ射線液位計工作原理及應用分析

1 差壓式液位計（差壓變送器）

1.1 工作原理及結構

差壓式液位計（差壓變送器）就是利用液體液位差引起的靜壓變化來測量液位高度的，例如：在水下1m的地方，其靜壓為P=ρgН=9.8kPa，同理在2m的地方，其靜壓為9.6kPa，但對于密閉的容器，由于其容器本身有壓力。假如該壓力為 500kPa，這時，容器內1m的水下，實際壓力位9.8kPa+500kPa，要測出實際水位，必須要將該壓力減去，能得到實際水的靜壓壓力，所以就必須使用差壓變送器，正壓接在容器底部，負壓接在容器頂部，這樣獲得差壓就是實際水位造成的靜壓，從而換算出水位高度。

目前最多的差壓變送器為橫河川儀的EJA，它由單晶硅諧振式傳感器上的兩個H形的振動梁分別將差壓信號轉換成頻率信號，送到脈沖計數器，再將兩頻率之差直接傳遞到CPU進行數據處理，經D/A轉換器轉換為與輸入信號相對應的4~20mADC的輸出信號，并在模擬信號上疊加一個BRAIN/HART數字信號進行通信。其過程連接也有多種規格，常用的有1/2NPT、DN50、DN80、DN100等。

2.2 特點及適用場合

1）高精度，一般為±0.075%；

2）高穩定性和可靠性； 

3）連續十萬次過壓試驗后影響量≤ 0.03%/16MPa； 

4）連續工作五年不需要調校零點； 

5）BRAIN/HART/FF現場總線三種通訊協義供選擇；

6）完善的自診斷及遠程設定通訊功能；

7）可無需三閥組而直接安裝使用；

8）基本品的接液膜片材質為：哈氏合金 C-276（小型標準為 3.9kg）；

9）外部零點/量程調校。

適用于容器內液位的測量 ，但不適合高粘度和密度變化的介質的液位測量。

2  γ射線液位計（以點源棒接收器為例）

2.1 工作原理及結構

γ射線液位計是一種固定安裝、連續測量物位的檢測儀表 ,它以核輻射檢測技術為基礎 ,γ射線與物質相互作用被吸收 , 射線強度隨吸收物質的高度而變化 , 通過測量γ射線輻射強度的變化，從而測量出被測液位的變化。

測量原理就是射線穿過物料被吸收的物理規律，測量的結果是未衰減的射線I0和衰減后的射線I之間的比率 I/I0。公式如下 ：

其中 ：I為探測器檢測到的射線強度；

          I0為未經過物料衰減的射線強度；

          μ為吸收系數，單位：cm2 /g；

          ρ為被測物料的密度，單位：g/cm3；

          d為被測物料的厚度 ，單位：cm。

γ射線液位計由線源、鉛罐、接收器、二次儀表組成。線源固定在鉛罐中，鉛罐的一側設有活動門，當門打開時，射線可以從鉛罐的預留洞射出，穿過容器及物料后被接收器接收，接收器將接收到的信號傳給二次儀表，二次儀表可以根據接收到的信號 計算出容器內液位的高度。

2.2 特點及適用場合

1）射線液位計作為非接觸式儀表，與被測介質不接觸； 

2）無可動部件、免維護；

3）測量精度低。

可適應高溫（或低溫）、高壓（或低壓）、強腐蝕、劇毒、粘 稠、結晶、固體顆粒等多種其它儀表無法適用的苛刻環境。正確合理的設計、使用射線儀表，并不會對人身和環境造成危害。但是，放射源本身對環境的影響不可忽視。因此，在不得不用射線進行測量時 ，一定要注意使用的安全性、經濟性和合理性。

3  選型的指導思想

3.1 液位計類型的選擇

所有的儀表設備都是為工藝服務的 ，所以液位計選型也不例外。首先要考慮工藝的要求，如對精度和控制的要求。其次要考 慮工況，如介質的性質、工作溫度、工作壓力等。第三要考慮經濟性。根據這些要求綜合考慮 ，先確定合適的液位計類型。

3.2 制造廠家的選擇

液位計的類型確定了，接著是選擇制造廠家。作為專業技術人員，選擇優質的設備無論對公對私都是正確的選擇，所以制造廠家一定要選擇信譽度好、質量可靠的大的正規廠家，尤其是當質量和價格發生矛盾時 ，質量是首選。

3.3 具體型號的選擇

制造廠家確定后，根據廠家的選型樣本，結合工況進行具體型號的確定。對于不太確定的地方與廠家多交流溝通，選擇的指 導思想是標準就高不就低。要知道只有提供可靠的設備才有可能生產出合格的產品。

4 結論

本文介紹了幾種常用的液位計的工作原理及它們各自的特點 ， 大家在使用選型時可綜合考慮 ，找出最適合、最理想、性價比最 好的液位計。