一、前言
在形形色色的感測器大軍中，液位計佔有重要的地位，它是生產生活的安全保障。市面上出現的液位計有數十餘種，目前常用的有浮筒液位計、浮球液位計、差壓式液位計、導波雷達液位計等。
二、浮筒液位計
1、 工作原理 浮筒液位計由四個基本部分組成：浮筒、彈簧、磁鋼室和指示器。浸在液體中的浮筒受到向下的重力，向上的浮力和彈簧彈力的複合作用。當這三個力達到平衡時，浮筒就靜止在某一位置。當液位發生變化時，浮筒所受浮力相應改變，平衡狀態被打破，從而引起彈力變化即彈簧的伸縮，以達到新的平衡。彈簧的伸縮使其與剛性連線的磁鋼產生位移。這樣，透過指示器內磁感應元件和傳動裝置使其指示出液位。
2、特點及適用場合
現場指示、遠傳相容；
測量範圍大，最大可達3000mm；
工作可靠，良好的精度和靈敏度；
耐高溫、高壓，耐腐蝕效能強；
現場除錯方便，易於檢查和維護。 由於它直觀、穩定、可靠性高、因而對連續生產的煉油、化工中的重要容器、裝置，如塔類、貯罐中間容器等的液位測量都非常適用，但不適合高粘度介質液位的測量。
3、故障現象及處理
高輸出：檢查過程變數是否超出範圍；檢查接線端子、針腳或插座；檢查電源電壓；電子線路元件故障。
輸出不穩定：檢查線路電壓；是 否有間歇短路、開路或多點接地；電路板故障。
無輸出或低輸出：檢查線路電壓；是否有短路或多點接地；檢查訊號線極性；檢查迴路電阻；檢查量程；電路板故障；贓物在浮筒內部堆積。
三、 浮球液位計
1、工作原理
浮球液位計結構主要是基於浮力和靜磁場原理設計生產的。帶有磁體的浮球在被測介質中的位置受浮力作用影響，液位的變化導致磁性浮子位置的變化。浮球中的磁體和感測器（磁簧開關）作用，使串連入電路的元件（如定值電阻）的數量發生變化，進而使儀表電路系統的電學量發生改變。也就是使磁性浮子位置的變化引起電學量的變化。透過測量電學量的變化來反映容器內液位的情況。
結構簡單、使用方便
效能穩定、使用壽命長、便於安裝維護 幾乎可以適用於各種工業自動化過程控制中的液位測量和控制，可以廣泛運用於石油加工、食品加工、化工、水處理、製藥、電力、造紙、冶金、船舶和鍋爐等領域中的液位測量、控制與檢測。
現場變化，顯示不隨液位變化：檢查轉軸與變送器是否接觸良好；檢查電源電壓；檢查零點、量程；感測器故障；電路板故障。
實際液位變化，現場不變化：外平衡杆與轉軸脫開；重錘未調整好；內連線件鬆動脫落；球杆變形；浮球脫落；浮球破裂；介質汽化
四、差壓式液位計
1 、工作原理
差壓式液位汁是利用容器內液位改變時，由液柱產生的靜壓也相應變化的原理而工作的，如圖1所示。差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相時根據流體靜力學原理，我們知道，變送器正壓室受到的壓力為：Pl=P氣十ρgH。式中H：液位高度;ρ：介質密度;g：重力加速度;P氣：氣相壓力。 圖1差壓變送器測量液位計示意圖 差壓變送器負壓室壓力P2=P氣，則正負壓室的差壓為：ΔP=P1-P2。通常，被測介質的密度是已知的。此，測得差壓值就能知道液位高度。
可做到高密封、防洩漏
高溫、高壓、高粘度、強腐蝕性條件下安全可靠地測量液位
全過程測量無盲區、顯示醒目，讀數直觀，並且測量範圍大 配上液位報警、控制開關，可實現液位或界位的上下限報警和控制。安裝方便，容易實現遠傳和自動調節，工業上應用較多。為比較成熟的液位測量儀表，測量精度較高，維護量少。單法蘭（單引壓線）液位計一般用於敞口或常壓容器，密閉帶壓裝置應選用雙法蘭（雙引壓線）液位計。
液位變化較大：介質波動大或汽化嚴重；上引壓線或下引壓線不暢通；介質有結晶；毛細管內傳壓介質跑損；膜盒損壞；伴熱溫度過高。
顯示不變化：切斷閥未開啟；引壓線堵塞；量程、零點未調整好；膜盒處有雜物堆積；毛細管被擠壓不通；電路板故障。
五、導波雷達液位計
1 工作原理
導波雷達液位計的基礎是電磁波的時域反射原理，微波脈衝不是透過空間傳播，而是透過金屬導波杆傳播，當遇到與液麵的接觸面時，由於波導體在氣體和液體中的導電效能不同，使波導體的阻抗發生驟然變化，從而產生一個液位原始脈衝，同時在波導體頂部具有一個預先設定的阻抗，該阻抗產生一個可靠的基本脈衝，雷達液位計檢測到液麵脈衝後與基本脈衝進行比較，從而計算出液麵高度。
測量不受罐體形狀的影響
不受介電常數、溫度、壓力和密度的影響
不受物位表面波動、粉塵、蒸汽和泡沫的影響
測量長度可以靈活變更，無須標定
測量結果具有高精度、可重複性、高分辯率
適用的壓力範圍高達40bar 導波雷達液位計應用於水液儲罐、酸鹼儲罐、漿料儲罐、固體顆粒、小型儲油罐。各類導電、非導電介質、腐蝕性介質。如煤倉、灰倉、油罐、酸罐等。
3、與普通雷達液位計的比較
普通雷達為非接觸式測量，導波雷達為接觸式測量，這樣就意味導波雷達更需考慮介質的腐蝕性和粘附性，而且過長的導波雷達安裝和維護更加困難。普通雷達可以互換使用，而導波雷達由於導波杆（纜）長度根據原工況固定，一般不能互換使用，受此影響導波雷達的選型要比普通雷達麻煩。測量固體物料時，導波雷達還要考慮導波杆（纜）的受力情況，也是由於受力的原因一般用導波雷達的測量距離不會很長，而普通雷達在30、40m的罐體上應用比較常見，甚至可測到60m。另外一般的導波雷達還有底部探測功能，可以根據底部回波訊號能測量值加以修正，使訊號更為穩定準確。
不過在一些特殊工況導波雷達有明顯的優勢，如罐內有攪拌，介質波動大，這樣的工況用底部固定的導波雷達測量值要比變通雷達穩定；還有小罐體內的物位測量，由於安裝測量空間小（或罐內干擾物較多），一般普通雷達不適用，這時導波雷達的優勢就顯現出來了；再有是低介電常數的工況，無論雷達還是導波雷達測量原理都是基於介質介電常數差別，由於普通雷達的發射的波是發散的，當介質介電常數過低時，訊號太弱測量不穩定，而導波雷達波是沿導波杆傳播訊號相對穩定。
4、故障現象及處理
液位、輸出百分數與迴路值波動：重新組態探頭長度和偏差；依靠其他裝置確認準確液位；調整阻尼係數；重新組態迴路值。
不論液位高低，輸出為同一數值：確認探頭長度；調整偏置值，已達到精確數值。
無液位訊號：檢查介質介電常數；液位在頂部過渡區，組態時沒有設定；線路板或16針聯結器工作不正常；檢查探頭長度組態；可能有介質在探頭上搭橋；介電常數選擇不正確。 4.4.4輸出或最大，或最小，不精確：介質不純，如油帶水；介質或雜物在探頭上搭橋；導波杆堵塞；有泡沫或粘稠物；探頭頂部密封處有雜物
六、常用液位計的使用
1、安裝使用及注意事項
上、下法蘭不能偏向受力；
表體要垂直；
各附件連線可靠；
要考慮到日後操作、觀察、檢修的方便；
投用時一般先開啟上切斷閥，後開下切斷閥；
儘量避開震動較大部位。
2、液位計的選型原則
考慮工況，如介質的性質、工作溫度、工作壓力、是密閉容器還是敞口容器等的要求。
考慮工作要求，可靠性、測量精度、測量範圍等。
經濟性要求。 綜合考慮上述要求，選出合適的液位計。
一、前言
在形形色色的感測器大軍中，液位計佔有重要的地位，它是生產生活的安全保障。市面上出現的液位計有數十餘種，目前常用的有浮筒液位計、浮球液位計、差壓式液位計、導波雷達液位計等。
二、浮筒液位計
1、 工作原理 浮筒液位計由四個基本部分組成：浮筒、彈簧、磁鋼室和指示器。浸在液體中的浮筒受到向下的重力，向上的浮力和彈簧彈力的複合作用。當這三個力達到平衡時，浮筒就靜止在某一位置。當液位發生變化時，浮筒所受浮力相應改變，平衡狀態被打破，從而引起彈力變化即彈簧的伸縮，以達到新的平衡。彈簧的伸縮使其與剛性連線的磁鋼產生位移。這樣，透過指示器內磁感應元件和傳動裝置使其指示出液位。
2、特點及適用場合
現場指示、遠傳相容；
測量範圍大，最大可達3000mm；
工作可靠，良好的精度和靈敏度；
耐高溫、高壓，耐腐蝕效能強；
現場除錯方便，易於檢查和維護。 由於它直觀、穩定、可靠性高、因而對連續生產的煉油、化工中的重要容器、裝置，如塔類、貯罐中間容器等的液位測量都非常適用，但不適合高粘度介質液位的測量。
3、故障現象及處理
高輸出：檢查過程變數是否超出範圍；檢查接線端子、針腳或插座；檢查電源電壓；電子線路元件故障。
輸出不穩定：檢查線路電壓；是 否有間歇短路、開路或多點接地；電路板故障。
無輸出或低輸出：檢查線路電壓；是否有短路或多點接地；檢查訊號線極性；檢查迴路電阻；檢查量程；電路板故障；贓物在浮筒內部堆積。
三、 浮球液位計
1、工作原理
浮球液位計結構主要是基於浮力和靜磁場原理設計生產的。帶有磁體的浮球在被測介質中的位置受浮力作用影響，液位的變化導致磁性浮子位置的變化。浮球中的磁體和感測器（磁簧開關）作用，使串連入電路的元件（如定值電阻）的數量發生變化，進而使儀表電路系統的電學量發生改變。也就是使磁性浮子位置的變化引起電學量的變化。透過測量電學量的變化來反映容器內液位的情況。
2、特點及適用場合
結構簡單、使用方便
效能穩定、使用壽命長、便於安裝維護 幾乎可以適用於各種工業自動化過程控制中的液位測量和控制，可以廣泛運用於石油加工、食品加工、化工、水處理、製藥、電力、造紙、冶金、船舶和鍋爐等領域中的液位測量、控制與檢測。
3、故障現象及處理
現場變化，顯示不隨液位變化：檢查轉軸與變送器是否接觸良好；檢查電源電壓；檢查零點、量程；感測器故障；電路板故障。
實際液位變化，現場不變化：外平衡杆與轉軸脫開；重錘未調整好；內連線件鬆動脫落；球杆變形；浮球脫落；浮球破裂；介質汽化
四、差壓式液位計
1 、工作原理
差壓式液位汁是利用容器內液位改變時，由液柱產生的靜壓也相應變化的原理而工作的，如圖1所示。差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相時根據流體靜力學原理，我們知道，變送器正壓室受到的壓力為：Pl=P氣十ρgH。式中H：液位高度;ρ：介質密度;g：重力加速度;P氣：氣相壓力。 圖1差壓變送器測量液位計示意圖 差壓變送器負壓室壓力P2=P氣，則正負壓室的差壓為：ΔP=P1-P2。通常，被測介質的密度是已知的。此，測得差壓值就能知道液位高度。
2、特點及適用場合
可做到高密封、防洩漏
高溫、高壓、高粘度、強腐蝕性條件下安全可靠地測量液位
全過程測量無盲區、顯示醒目，讀數直觀，並且測量範圍大 配上液位報警、控制開關，可實現液位或界位的上下限報警和控制。安裝方便，容易實現遠傳和自動調節，工業上應用較多。為比較成熟的液位測量儀表，測量精度較高，維護量少。單法蘭（單引壓線）液位計一般用於敞口或常壓容器，密閉帶壓裝置應選用雙法蘭（雙引壓線）液位計。
3、故障現象及處理
液位變化較大：介質波動大或汽化嚴重；上引壓線或下引壓線不暢通；介質有結晶；毛細管內傳壓介質跑損；膜盒損壞；伴熱溫度過高。
顯示不變化：切斷閥未開啟；引壓線堵塞；量程、零點未調整好；膜盒處有雜物堆積；毛細管被擠壓不通；電路板故障。
五、導波雷達液位計
1 工作原理
導波雷達液位計的基礎是電磁波的時域反射原理，微波脈衝不是透過空間傳播，而是透過金屬導波杆傳播，當遇到與液麵的接觸面時，由於波導體在氣體和液體中的導電效能不同，使波導體的阻抗發生驟然變化，從而產生一個液位原始脈衝，同時在波導體頂部具有一個預先設定的阻抗，該阻抗產生一個可靠的基本脈衝，雷達液位計檢測到液麵脈衝後與基本脈衝進行比較，從而計算出液麵高度。
2、特點及適用場合
測量不受罐體形狀的影響
不受介電常數、溫度、壓力和密度的影響
不受物位表面波動、粉塵、蒸汽和泡沫的影響
測量長度可以靈活變更，無須標定
測量結果具有高精度、可重複性、高分辯率
適用的壓力範圍高達40bar 導波雷達液位計應用於水液儲罐、酸鹼儲罐、漿料儲罐、固體顆粒、小型儲油罐。各類導電、非導電介質、腐蝕性介質。如煤倉、灰倉、油罐、酸罐等。
3、與普通雷達液位計的比較
普通雷達為非接觸式測量，導波雷達為接觸式測量，這樣就意味導波雷達更需考慮介質的腐蝕性和粘附性，而且過長的導波雷達安裝和維護更加困難。普通雷達可以互換使用，而導波雷達由於導波杆（纜）長度根據原工況固定，一般不能互換使用，受此影響導波雷達的選型要比普通雷達麻煩。測量固體物料時，導波雷達還要考慮導波杆（纜）的受力情況，也是由於受力的原因一般用導波雷達的測量距離不會很長，而普通雷達在30、40m的罐體上應用比較常見，甚至可測到60m。另外一般的導波雷達還有底部探測功能，可以根據底部回波訊號能測量值加以修正，使訊號更為穩定準確。
不過在一些特殊工況導波雷達有明顯的優勢，如罐內有攪拌，介質波動大，這樣的工況用底部固定的導波雷達測量值要比變通雷達穩定；還有小罐體內的物位測量，由於安裝測量空間小（或罐內干擾物較多），一般普通雷達不適用，這時導波雷達的優勢就顯現出來了；再有是低介電常數的工況，無論雷達還是導波雷達測量原理都是基於介質介電常數差別，由於普通雷達的發射的波是發散的，當介質介電常數過低時，訊號太弱測量不穩定，而導波雷達波是沿導波杆傳播訊號相對穩定。
4、故障現象及處理
液位、輸出百分數與迴路值波動：重新組態探頭長度和偏差；依靠其他裝置確認準確液位；調整阻尼係數；重新組態迴路值。
不論液位高低，輸出為同一數值：確認探頭長度；調整偏置值，已達到精確數值。
無液位訊號：檢查介質介電常數；液位在頂部過渡區，組態時沒有設定；線路板或16針聯結器工作不正常；檢查探頭長度組態；可能有介質在探頭上搭橋；介電常數選擇不正確。 4.4.4輸出或最大，或最小，不精確：介質不純，如油帶水；介質或雜物在探頭上搭橋；導波杆堵塞；有泡沫或粘稠物；探頭頂部密封處有雜物
六、常用液位計的使用
1、安裝使用及注意事項
上、下法蘭不能偏向受力；
表體要垂直；
各附件連線可靠；
要考慮到日後操作、觀察、檢修的方便；
投用時一般先開啟上切斷閥，後開下切斷閥；
儘量避開震動較大部位。
2、液位計的選型原則
考慮工況，如介質的性質、工作溫度、工作壓力、是密閉容器還是敞口容器等的要求。
考慮工作要求，可靠性、測量精度、測量範圍等。
經濟性要求。 綜合考慮上述要求，選出合適的液位計。