项目五 物位检测

项目背景

物位是指各种容器设备中液体介质液面的高度、两种不相溶的液体介质的分界面的高度和固体粉末状物料的堆积高度等的总称。具体来说，常把储存于各种客器中液体所积存的相对高度或自然界中江、河、湖、水库的表面称为液位；在各种客器中液体所积存的相对高度或仓库、场地上堆积的固体物的相对高度或表面位置称为料位: 在同一容器中，由于两种密度不同且互不相溶的液体间或液体与固体之间的分界面(相界面)位置称为界位。

根据具体用途可以使用液位、料位、界位等传感器。物位测量的目的主要是按生产工艺要求等监视、控制被测物位的变化。物位测量结果常用绝对长度单位或百分数表示。要求物位测量装置或系统应具有对物位进行测量、记录、报警或发出控制信号等功能。

由于被测对象种类繁多，检测的条件和环境也有很大的差别，因而对物位进行测量的传感器形式有许多种，简单的有直读式或直接显示的装置；复杂的有通过敏感元件将物售转变为电量输出的电测仪表，以及建立在多种传感器数据融合技术和智能识别与控制基础上的检测与控制系统。也有应用于特殊要求和测量场合的声、光、 电转换原理的传感器等。按传感器是否与被测介质接触， 又可分为接触式物位传感器和非接触式物位传感器，其应用比较广泛的代表分别是电容和超声波物位传感器。

教学导航

项目小结

物位是指各种容器设备中液体介质液面的高度、两种不相溶液体介质的分界面的高度和固体粉末状物料的堆积高度等的总称。由于被测对象种类繁多，检测的条件和环境也有很大的差别，因而对物位进行测量的传感器形式有许多种。其中， 按是否与被测介质接触又分为接触式物位传感器和非接触式物位传感器，本项目分别介绍了典型代表电容物位传感器和超声波物位传感器的工作原理及应用。

电容传感器是把被测量转换为电容量变化的一种传感器，分为变极距型、变面积型和变介质型三种。电容传感器的输出电容值非常小，所以要借助测量电路将其转换为相应的电压、电流或频率等信号。常用的测量电路有交流电桥、调频电路、运算放大器电路、脉冲宽度调制电路、双T电桥电路等。它不但广泛地用于精确测量位移、厚度、角度、振动等机械量，还可进行力、压力、差压、流量、成分、液位等参数的测量。

超声波传感器是利用不同介质的不同声学特性对超声波传播的影响来进行探查和测量的一门技术，超声波在液体、固体中衰减很小，穿透能力强，特别是对不透光的固体，超声波能多透几十米的厚度。当超声波从一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的传播速度不同，在介质面上会产生反射，折射和波形转换等现象。超声波的这些特性使它在检测技术中获得了广泛的应用，如超声波无损探伤、厚度测量、流速测量、超声显微镜及超声成像等。