顾 健
中盐常化股份有限公司，江苏常州 213000
在工业生产工程中，我们经常会遇到需要测量各种固体物料和液体物料的料位。我们把罐、塔、釜、迟等容器中存放的液体表面位置称为液位；把料斗、料仓等储存的固体颗粒、粉料等堆积高度或表面位置称为料位；把两种互不相溶液体的界面位置称为界位。测量这些物位的时候根据工艺、测量精度和性价比等要求，我们必须有针对性的选择测量仪表，这样才能最大程度的满足需要、节约成本。
常用于测量料位的料位计有连通器式、浮力式、吹泡式、差压式、电容式、超声波式等。
连通式就是指最普通的玻璃管液位计（见图1，图中1-被测容器；2-玻璃管；3-指示标度尺；4、5-阀；6、7-连通管），它的优点是结构简单，价格便宜，测量直观，适用于现场使用，但是容易破损和结垢，造成读数困难，不便于远传。
图1 玻璃管液位计原理
图2 磁翻板液位计原理
浮力式液位计是依靠浮子浮在液体中随液面变化而升降。它的特点是结构简单，价格较低，我们经常用到的磁翻板液位计就是属于浮力式（见图2，图中1-翻板指示组件；2-浮子；3-连通管组件；4-调整螺钉；5-放泄塞），针对不同介质可以选择适合材质的浮子，浮子装有一组永磁铁，随液位变化而上下移动，通过磁耦合作用带动磁翻板组件翻转，适用于各种储罐的液位测量，配合变送单元可以方便的实现远传，且价格适中。
吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位（见图3，图中1-过滤器；2-减压阀；3-节流元件；4-转子流量计；5-变送器），压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出一定的压力分两路输出，一路用导管伸入容器底部，另一路接入压力变送器进行指示和远传，利用液位变化时气泡吹出克服液柱的静压力也发生变化的原理来测量，结构简单，价格低廉，适用于有腐蚀性、粘度大、有悬浮颗粒、易挥发起雾等的敞口容器，但是精度较低。
图3 吹泡法液位计原理
图4 差压式液位计原理
差压式液位计（见图4，图中1、2-阀门；3-差压变送器）有两个取压口。气相取压点处压力为设备内气相压力；液相取压点处压力除受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力。对于开口容器或常压容器，气相导压管和阀门1可以省掉。此类液位计适应能力强，占用空间小，易安装，被广泛应用。需要注意的是如果介质含杂质多，易结晶、凝聚或自聚，须采用法兰式。且差压式液位计可以用来测量界面，但被测量的两种介质必须充满容器，使容器不含气相，原理和测量气液相液面相同。
电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的（见图5）。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。当液位变化时，两电极间总的介电常数值随之变化因而电容量也发生相应变化。此类液面计适用于腐蚀性、高压等的介质测量，易实现远传。
图5 电容式液位计原理
超声波物位计是利用超声波在气体、液体或固体中的衰减、穿透能力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面。超声波物位计适用能力强，不但能测量液体液面（测量液体液面时必须注意介质波动、起泡沫、挥发起雾等会严重影响测量精度）、两种液体间的界面，还能测量固体物料的料位，具有精度高、反应快等优点，但其成本高、维护维修困难，多用于要求测量精度较高的场合。
本文对各种常用物位计的测量原理和优缺点进行了分析比较，在实际应用中，须根据价格、测量精度、被测介质特性等因素进行合理选择物位计种类。
[1]乐嘉谦.仪表工手册[M].北京：化学工业出版社，1998，4.
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