投入式液位变送器

投入式液位变送器是一种专门用于液位测量的设备，适合用于各种液体介质的液位监测。它通过将测量探头直接投入到液体中，通过压力传感器感应液体的静压力变化，进而计算出液位高度。该设备广泛应用于水处理、石油化工、环保、食品加工等行业中的液位测量。

投入式液位变送器的工作原理

投入式液位变送器的工作原理基于静压原理：液体在某一深度处的压力与液位高度成正比关系。通过测量该深度处的静压力值，可以计算出液体的液位高度。

液体的静压公式为：

P=ρ⋅g⋅h

其中：

• PP 表示液体在深度 hh 处的静压（Pa）；
• ρρ 是液体的密度（kg/m³）；
• gg 是重力加速度（9.8 m/s²）；
• hh 是液位高度（m）

通过测量液体的压力，变送器内部的压力传感器将其转换为电信号，并通过内置的信号处理电路进行放大、线性化和补偿，最终输出标准的电信号，如4-20 mA或0-10 V信号，表示当前的液位高度。

投入式液位变送器的组成

压力传感器：这是测量液体压力的核心部件，常采用硅压阻式或陶瓷压阻式传感器，具有高精度和高稳定性。

信号处理电路：用于对传感器输出的信号进行放大、滤波、温度补偿和线性化处理。经过处理后的信号可以直接输出给监控系统或PLC。

测量探头：由不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，防止探头与液体接触时发生腐蚀损坏，适合多种液体介质，如水、油、化学溶液等。

通气电缆：投入式液位变送器采用特殊的通气电缆，该电缆内设有一根通气管，用于将传感器的背压腔与大气相连，从而进行大气压补偿，确保测量的准确性。

变送器外壳：通常采用防水、防腐蚀和抗冲击材料，确保设备在恶劣的液体环境中长期稳定运行。

电源与输出接口：电源通常为12V-24V DC，输出信号多为标准的4-20 mA电流信号或0-10 V电压信号。

投入式液位变送器的主要特点

测量精度高：通过测量液体压力，精确计算液位高度，适合液位精度要求高的场合。

安装方便：无需开孔或复杂的安装结构，只需将探头投入到液体中即可完成测量，适合各种开口或密闭容器的液位监测。

抗腐蚀能力强：探头部分采用不锈钢或其他耐腐蚀材料制造，适用于各种腐蚀性介质的液位测量。

耐用性与稳定性：内置过压保护、过流保护，具备良好的抗干扰能力和长期稳定性，适合恶劣环境中长期使用。

适应性强：能够适应多种介质，包括清水、污水、油品、化学溶剂等，并适合使用在水箱、地下水井、储罐、河流和污水处理等不同场景中。

大气压补偿：采用通气电缆实现大气压补偿，消除了环境气压变化对液位测量的影响，确保测量准确性。

投入式液位变送器的应用场景

水处理行业：用于监测水箱、水池、地下水井、蓄水池等中的液位，确保供水系统的正常运行。

污水处理：在污水处理厂中，投入式液位变送器可以实时监测污水池、排水管道的液位，避免溢出或液位过低影响处理效率。

石油化工：用于测量储油罐、化学储罐等容器中的液位，高耐腐蚀性材料确保设备在腐蚀性液体中也能长期稳定工作。

水文监测：在河流、湖泊、水库等场合，投入式液位变送器用于监测水位变化，为防汛、防洪和水资源管理提供数据支持。

工业液位监控：用于生产过程中的液体存储或输送环节，如液位监控、料罐液位监控等，确保工业过程的顺畅运行。

食品与医药行业：在食品加工和医药制造过程中，液体的精确测量对工艺控制至关重要，投入式液位变送器可以确保介质的纯净性和测量的精确性。

投入式液位变送器的优点

安装简便：相比传统的浮子式、超声波液位测量方法，投入式液位变送器无需复杂的安装，只需将探头投入液体中即可。

适应广泛的测量介质：可以测量多种液体，包括腐蚀性液体、污水、泥浆、油类等，具有良好的环境适应性。

低维护成本：由于结构简单，使用寿命长，且不需要频繁维护，降低了使用成本。

高抗干扰能力：不受液面波动、气泡或沉积物影响，保证了测量的稳定性和准确性。

安全防护：探头采用封闭设计，防止介质对传感器的损坏，适用于高压、强腐蚀性环境。

投入式液位变送器的选型要点

测量范围：根据实际应用场合的液位高度选择合适的量程，常见的测量范围有0-1m、0-5m、0-10m等，确保测量精度和稳定性。

测量精度：不同应用对精度要求不同，通常选用精度为0.5% FS、0.2% FS或更高精度的传感器，满足工业自动化控制的要求。

介质特性：根据被测介质的特性（如腐蚀性、温度、粘度等）选择合适的探头材质（如不锈钢、钛合金等）和防护等级，保证设备的耐用性。

防护等级：针对环境条件（如水下、恶劣化工环境等）选择合适的防护等级，一般选用防护等级为IP68的设备，确保在长时间浸泡的环境中稳定工作。

电气接口与输出信号：根据现场控制系统要求选择适合的输出信号（如4-20 mA、0-10 V、Modbus等）和电气接口类型，确保与现有系统兼容。

安装方式与探头尺寸：根据现场安装条件选择适当的探头尺寸、长度及安装方式，确保安装稳固，测量准确。

总结

投入式液位变送器因其高精度、广泛适应性和安装维护方便的特点，成为工业、环保、水处理等行业中液位测量的理想选择。它能够在恶劣环境中长时间稳定运行，并适应多种不同的液体介质，是现代工业自动化液位监测的重要工具。