大家好，我是【廣州工控傳感★科技】液位傳感器事業(yè)部，張工。

在自動化生產(chǎn)過程中，液位檢測與監(jiān)測一直發(fā)揮著重要作用，如食品飲料、日化、醫(yī)藥、半導(dǎo)體等行業(yè)的生產(chǎn)，各種機(jī)器的冷卻潤滑等， 液位監(jiān)測直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至關(guān)系到生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行。

同時(shí)，隨著自動化程度的提高，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，生產(chǎn)過程中直接人工監(jiān)控和干預(yù)的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返，傳感器的重要性越來越明顯 ，越來越多的涉及到程序系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，不再是簡單的機(jī)械粗暴的監(jiān)控；因此，除了檢測的可靠性和穩(wěn)定性外，還要求安裝調(diào)試簡單、體積小巧、應(yīng)用多樣化。

此外，由于液位檢測環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，也給傳感器的應(yīng)用帶來了不同的挑戰(zhàn)。例如：高粘度液位檢測、雜質(zhì)廢水液位監(jiān)測、泡沫液位測量、高腐蝕性液位報(bào)警等。目前市場針對不同的應(yīng)用提供了多種有效的解決方案，但是如何選擇一個(gè)合適的傳感器一直是工程師們頭疼的問題。

常見的液位檢測方法：

為了選擇最佳的液位傳感器，我們不僅需要了解被測液體的性質(zhì)和狀態(tài)，還要了解不同檢測方法的優(yōu)勢和局限性，從而選擇最合適的傳感器。以下是當(dāng)今市場上最常見的檢測技術(shù)。
激光測量：激光傳感器基于光學(xué)檢測原理，通過將光線從物體表面反射到接收器進(jìn)行檢測。光斑小而集中，安裝校準(zhǔn)方便，柔韌性好。它可用于連續(xù)或有限的散裝物料或液位。位報(bào)警等；但不適用于透明液體（透明液體易折射光線，使光線無法反射到接收器）、泡沫或蒸汽環(huán)境（不能穿透泡沫或易受蒸汽干擾）、波動液體（易 引起故障）、振動環(huán)境等。
TDR（時(shí)域反射儀）/導(dǎo)波雷達(dá)/微波原理測量：它的名字在業(yè)界有很多不同的叫法，它具有激光測量的優(yōu)點(diǎn)，如：安裝方便、校準(zhǔn)方便、靈活性好等。與激光檢測相比，無需重復(fù)校準(zhǔn)，多功能輸出等適用于各種帶泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應(yīng)用于高粘度液體。它受外界環(huán)境的干擾相對較小，但其測量高度一般在6米以內(nèi)。
超聲波測量：由于其原理是通過檢測超聲波傳輸與反射的時(shí)間差來計(jì)算液位高度，因此很容易受到超聲波傳輸能量損失的影響。它還具有安裝方便、靈活性高的特點(diǎn)，通常可以安裝在高處進(jìn)行非接觸測量。但在含有蒸汽和粉末層的環(huán)境中使用時(shí)，檢測距離會明顯縮短，不建議在泡沫等吸收性環(huán)境中使用。
音叉振動測量：音叉測量只是開關(guān)量輸出，不能用于連續(xù)監(jiān)測液高。其原理是：當(dāng)兩個(gè)振動叉裝滿液體或散狀物料時(shí)，當(dāng)諧振頻率發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)檢測頻率的變化發(fā)出開關(guān)信號。可用于高粘度液體或固體散裝監(jiān)測，主要用于防溢流報(bào)警、低液位報(bào)警等。不提供模擬量輸出。此外，在大多數(shù)情況下，它需要安裝在容器的側(cè)面。
光電折射測量：這種檢測方式在傳感器內(nèi)部發(fā)射光源，光源通過透明樹脂全反射到傳感器接收器，但當(dāng)遇到液體表面時(shí)，部分光會折射到液體中，使傳感器檢測到總反射光值的降低來監(jiān)測液位。該檢測方法成本低，安裝調(diào)試方便，但只能適用于透明液體，且僅輸出開關(guān)信號。

靜壓測量：這種測量方法是利用安裝在底部的壓力傳感器檢測底部的液體壓力，轉(zhuǎn)換計(jì)算液位高度，底部液體壓力的參考值為大氣壓或已知壓力，頂端。這種檢測方式需要使用高精度、沖洗式壓力傳感器，轉(zhuǎn)換過程需要不斷校準(zhǔn)。液體需要重新校準(zhǔn)。
電容式測量：電容式測量主要是通過檢測因液位變化或散裝物料高度引起的電容值變化來測量物料的高度。它有多種類型，包括可以輸出模擬量的電容式液位計(jì)、液位電容式接近開關(guān)，以及可以安裝在容器側(cè)面進(jìn)行非接觸檢測的電容式接近開關(guān)。選擇時(shí)必須注意電容式傳感器容易受到不同容器材料和溶液特性的影響，例如塑料容器和懸掛材料很容易影響電容式傳感器的模擬輸出。

浮球檢測：這種方法是最簡單、最古老的檢測方法，液位的變化主要通過浮球的升降來檢測。是機(jī)械檢測，檢測精度容易受浮力影響，重復(fù)性差，不同液體需要重新標(biāo)定。不適用于黏性或含雜質(zhì)液體，易造成浮球堵塞。同時(shí)不符合食品衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用要求。

如何選擇最佳測量方法
當(dāng)我們了解了不同檢測方式的優(yōu)缺點(diǎn)后，我們對液位傳感器的選擇也就逐漸有了清晰的概念。首先，在開始選型之前，我們首先要知道我們需要傳感器實(shí)現(xiàn)哪些功能？是開關(guān)量輸出還是模擬量輸出？通常開關(guān)/數(shù)字輸出用于報(bào)警或保護(hù)，如灌裝時(shí)防溢流報(bào)警、低液位防泵空轉(zhuǎn)保護(hù)等；模擬量輸出主要用于過程控制，包括灌裝量、液位顯示、進(jìn)料速度控制等。
接下來要了解被測液體的特性，包括狀態(tài)、顏色、腐蝕性、粘度，是否含有雜質(zhì)，是否需要符合食品衛(wèi)生認(rèn)證？根據(jù)我們的需要，找到合適的傳感器。例如：在日化膏的灌裝過程中，需要對儲液罐的高低液位進(jìn)行監(jiān)控。首先我們知道奶油是液態(tài)的，粘度大，半透明的乳白色，無腐蝕性，沒有食品衛(wèi)生認(rèn)證，根據(jù)我們的要求，我們可以選擇類型：音叉測量，TDR 測量和超聲波測量。
然后，我們需要做最后的評估，包括產(chǎn)品的安裝調(diào)試、應(yīng)用溫度、壓力范圍等，其中TDR和超聲波需要安裝在設(shè)備上。油箱頂部，音叉可安裝在頂部或側(cè)面；從調(diào)試的角度來看，音叉最簡單，其次是TDR和超聲波，經(jīng)過綜合評估，選擇的優(yōu)先順序?yàn)椋阂舨妗DR、超聲波。