各种料位计的各种原理及优缺点
料位仪设备简介
料位仪料位仪:料位测量是指对工业生产过程中封闭式或打开容器中物料（固体或液位）的高度进行检测；完成这种测量任务的仪表叫做料位仪。
料位仪也称也称为物位计、料位计、物位仪为物位计、料位计、物位仪、料位监测仪、物位监测仪等。
目录简介分类分类介绍应用简介料位仪：料位测量是指对工业生产过程中封闭式或打开容器中物料（固体或液位）的高度进行检测；完成这种测量任务的仪表叫做料位仪。
料位仪也称为“物位计”“料位计”“物位仪”“料位监测仪”“物位监测仪”等。
分类连续料位仪：实现对料仓物位高度的实时连续监测的料位仪。
料位开关：通过点位测量实现掌控料仓物位高度的开关。
分类介绍射频导纳料位仪射频导纳料位仪（射频导纳物位计）产品电容料位仪的结构分为主电极和补偿电极两部分。
在主电极与补偿电极间分别施加一组RF射频信号，因而具有很好的抗粘料、挂料特性，是取代电容料位开关的新型物/液位测量产品。
由于保护电极的存在，检测电路将检测电极和保护电极的信号进行比较，从而实现克服物料粘附对物位测量的影响。
重锤式料位仪重锤式料位仪（重锤式料位计）可测量饲料、化学品、塑料颗粒、水泥、石块、PVC粉末、骨料、液体、煤、石灰石、研磨塑料、砂子、粉末、谷物、油等。
重锤式料位仪常用于电厂灰库、煤仓、渣仓、泥浆池等。
优点：机械式测量，简单牢靠，抗粉尘干扰本领强重锤式料位仪的量程大可达45.7米重锤式料位仪有多重防尘设计（防尘刷、进风孔、测量室隔离）不受介质湿度、粘度的影响重锤式料位仪不受介质介电常数、电导率、热导率的影响重锤式料位仪也可用于测量泥浆、矿浆、沥青（高温）等特别液体。
电容料位仪电容料位仪是一种新型的物位仪表。
由于采纳了“一键标定”技术，解决了长期以来电容物位限位开关在使用中标定繁锁的难题。
电容料位仪可对块状、颗粒状、粉末状及液态物料料仓的料位及液位进行掌控或上、下限位报警，适用于高温、高压、强腐蚀、多粉尘、超细颗粒的恶劣环境；在冶金、石油、化工、轻工、煤炭、水泥、粮食等行业应用广泛。
原理重锤式料位计
原理重锤式料位计一、概述重锤式料位计是一种用于测量物料在仓储设备中的高度的装置。
它主要由重锤、拉绳、传感器和控制系统组成，通过重锤的下落和上升，拉绳的伸缩，传感器对拉绳的张力进行测量，从而确定物料的高度。
二、重锤及拉绳1. 重锤重锤是指质量较大的金属块状物体，通常采用钢铁材质制成。
它通过自由下落和上升来反映物料在仓储设备中的高度变化。
在使用过程中，需要根据不同类型和规格的仓储设备选择合适大小和质量的重锤。
2. 拉绳拉绳是连接重锤和传感器之间的弹性材料，通常采用钢丝绳或者尼龙线等材质制成。
拉绳具有较好的耐磨损性和抗腐蚀性能，在使用过程中需要注意保持其整洁干燥以及避免过度弯曲。
三、传感器1. 原理传感器是将机械信号转化为电信号或数字信号输出的装置。
重锤式料位计中常用的传感器有压力传感器和拉力传感器。
其工作原理基于霍克定律，即物体所受拉力与其伸长量成正比。
2. 压力传感器压力传感器是将重锤下落时所受的压力转化为电信号输出的装置。
它通常由弹性元件、电桥和信号放大电路组成。
当重锤下落时，弹性元件会发生变形，产生对应的电桥输出信号，经过信号放大电路处理后输出到控制系统中。
3. 拉力传感器拉力传感器是将拉绳所受的张力转化为电信号输出的装置。
它通常由应变片、导线和信号放大电路组成。
当拉绳受到重锤下落时产生张力，应变片会发生变形，导致导线阻值发生变化，经过信号放大电路处理后输出到控制系统中。
四、控制系统1. 功能控制系统是用于接收并处理传感器输出信号的装置。
它主要具有以下功能：(1) 接收并处理传感器输出信号；(2) 将物料高度信息转化为数字或模拟量输出；(3) 控制仓储设备的进料和出料。
2. 结构控制系统通常由微处理器、模拟电路和执行器组成。
其中，微处理器用于接收传感器输出信号并进行数字信号处理；模拟电路用于将数字信号转化为模拟量输出；执行器用于控制仓储设备的进料和出料。
五、工作流程1. 下降过程当重锤下降时，拉绳会受到张力，传感器会将张力转化为电信号并输出到控制系统中。
料位计的工作原理
料位计的工作原理料位计是一种用于测量储料容器内料位高度或料位位置的仪器。
它可以应用于各种工业领域，如化工、石油、粮食加工等，用于监测和控制储料容器内的料位，确保生产过程的安全和稳定。
料位计的工作原理主要包括测量原理和信号传输原理两个方面。
首先，我们来看看料位计的测量原理。
料位计通常采用超声波、雷达、微波、振荡杆等技术来实现对料位的测量。
其中，超声波料位计通过发射超声波脉冲，并测量超声波从发射到反射再接收的时间来计算料位高度。
雷达料位计则利用雷达波的反射来测量料位高度，而微波料位计则是利用微波的衰减来实现料位的测量。
振荡杆料位计则是利用振荡杆与物料接触时的振动频率变化来测量料位高度。
这些技术各有优劣，可以根据具体的应用场景选择合适的料位计类型。
其次，料位计的信号传输原理也是其工作原理的重要组成部分。
料位计通常会将测量得到的料位数据转换成模拟信号或数字信号，通过电缆或者无线传输到控制系统中，以实现对料位的监测和控制。
在信号传输过程中，需要考虑信号的稳定性、抗干扰能力以及传输距离等因素，以确保料位数据的准确性和可靠性。
总的来说，料位计的工作原理是基于各种物理原理和信号处理技术的结合，通过测量原理实现对料位的准确测量，再通过信号传输原理将测量得到的数据传输到控制系统中，从而实现对料位的监测和控制。
不同类型的料位计在工作原理上有所不同，但其核心目的都是为了确保生产过程中料位的安全和稳定，提高生产效率和产品质量。
在实际应用中，选择合适的料位计并合理应用其工作原理，可以有效地提高生产过程的自动化程度，减少人工干预，降低生产成本，提高生产效率，从而实现经济效益和社会效益的双赢。
因此，深入了解料位计的工作原理对于工程技术人员和生产管理人员来说是非常重要的，可以帮助他们更好地选择和使用料位计，确保生产过程的安全和稳定。
水泥厂几种常用料位计的应用比较
水泥厂几种常用料位计的应用比较工业自动化生产过程中料位是主要测量参数之一,随着工艺要求的提高,料位作为一个重要的过程参数日益引起大家的关注.料位测量的方法很多,通常分为接触式测量仪表（重锤式、电容式、音叉式、阻旋式等）和非接触式测量仪表（γ射线式、超声波式、雷达式等）。
由于接触式测量仪表受被测介质物理及化学性质的影响很大，且均为定长产品互换性较差；而非接触式仪表基本不受被测介质物理及化学性质的影响或影响较小，有逐步取代接触式测量仪表的趋势。
一、接触式测量仪表1。
重锤式料位计料位探测过程由控制器发出的信号来控制，当传感器接到探测命令时，电机正转，经蜗轮、蜗杆减速后带动齿轮轴和绕线筒转动，使钢丝绳下放,带动重锤由仓顶下降,当重锤降至料面被测面托起而失重，钢丝绳松弛，灵敏杠杆动作使微动开关接触，控制器得到该信号即发出电机反转命令,重锤上升返回,直到碰顶开关电机停转，重锤回到仓顶原位置完成一次探测过程。
此过程中控制器通过检测绕线筒的圈数计算出重锤从仓顶到料面的距离。
该料位计适于块状、颗粒状及粉状的固态物位测量。
优点：测量不受介质密度、颗粒大小的影响。
缺点：机械内部易落灰尘影响测量效果；机械磨损较严重，需经常维护，花费较大;重锤易发生被物料埋住现象，发生掉锤头、断带故障.2.电容式料位计原理是插入料仓的电极与料仓壁之间构成电容器,当仓内物料料位变化引起电容量的变化，通过转换电路得到相应的控制信号。
该料位计既可用作连续式料位测量，也可用作料位开关作为报警或入料、卸料设备的输入信号。
若用作连续料位检测，测量精度不高，故通常用作料位开关。
优点:无机械磨损，安装维修方便；依据量程大小和控制方式不同,电极设计成杆(棒）式或钢缆（重型钢缆）式，可应用于各种料仓；价格较低。
缺点：若电极（探头）上或仓壁粘有物料，往往会导致控制器误动作,从而影响测量效果，应定期检查探头和料位开关动作情况并校验.3.阻旋式料位计基本原理是同步微电动机减速后，带动检测叶片以2.5～5r/min的转速旋转，当被测物料的料位上升使叶片转动受阻，检测机构便围绕主轴产生旋转位移。
贴片式称重料位计
贴片式称重料位计导论：贴片式称重料位计是一种应用于工业生产过程中的计量设备。
它通过称重传感器，可以准确地测量物料的重量，并实时反馈给监控系统，以便实现自动控制和精确计量。
本文将介绍贴片式称重料位计的原理、应用领域、优势以及使用注意事项等内容。
一、原理：贴片式称重料位计的工作原理基于重力和传感器的配合。
当物料通过送料系统时，它们会逐一通过称重传感器。
称重传感器会感测到物料的重量，并将数据传输到控制系统。
控制系统通过对称重传感器控制信号进行处理，可以了解物料的种类、数量和重量等重要信息。
这些数据可以帮助企业实现精确计量，并且可以为生产过程的自动化控制提供依据。
二、应用领域：贴片式称重料位计广泛应用于许多行业的生产过程中。
以下是一些主要的应用领域：1. 粮食加工行业：在粮食加工过程中，贴片式称重料位计可以帮助企业实现精确计量，确保原料和成品的质量。
2. 医药制造业：在药品生产中，精确计量是非常重要的。
贴片式称重料位计可以帮助制药企业确保每个药品配方的准确性和稳定性。
3. 化学工业：在化学制品的生产过程中，准确计量可以避免不必要的浪费和危险。
贴片式称重料位计可以监测和控制原料的供给，确保化学反应的准确性和可控性。
4. 物流行业：在仓储和物流过程中，准确计量是确保供应链顺畅运行的关键。
贴片式称重料位计可以实时监测货物重量，确保负荷的安全和稳定。
三、优势：贴片式称重料位计具有许多优势，使其成为许多企业选择的主要计量设备。
以下是一些主要的优势：1. 高精度：贴片式称重料位计采用先进的称重传感技术，可以实现高精度的计量，准确度通常在0.1%以内。
2. 占用空间小：贴片式称重料位计的体积小，可以轻松安装在各种设备和系统中，不会占用太多空间。
3. 高度可靠：贴片式称重料位计采用高质量的传感器和电子元件，具有良好的可靠性和稳定性，可在长时间运行中保持准确的计量。
4. 易于操作：贴片式称重料位计具有友好的人机界面，可以快速设置和调整参数，操作简便。
雷达式料位计
雷达式料位计
雷达式料位计是一种用于测量物料液位高度的传感器。
它通过发射和接收电磁波来测量物料的液位高度。
1、工作原理: 雷达式料位计通过发射电磁波来测量物料的液位高度。
当电磁波碰到物料表面时，部分电磁波会反射回传感器，根据反射回的电磁波的强度和时间差可以确定物料的液位高度。
2、优点: 雷达式料位计具有高精度、长寿命、耐腐蚀性强等优点，能够在各种恶劣环境下进行测量。
3、应用: 雷达式料位计广泛应用于工业生产过程中的液位测量，如石油、化工、电力等行业。
4、注意事项: 雷达式料位计需要根据物料的性质和环境条件来选择合适的频率和功率。
在使用过程中，需要注意避免阻挡电磁波的物体靠近传感器，否则会影响测量结果。
在安装雷达式料位计时，需要注意传感器与物料表面的距离，确保测量精度。
总之, 雷达式料位计是一种高精度，耐腐蚀性强的物料液位测量传感器，广泛应用于工业生产过程中，但是需要注意避免阻挡电磁波的物体靠近传感器，并且确保传感器与物料表面的距离。
料位计优缺点
常见料位计的优缺点如下：[1]
阻旋式料位计
优点：较可靠；
局限：不耐用。
电容式料位计
优点：较耐用；
局限：可靠性较差。
永磁式料位计
优点：可靠、灵敏、耐用；
局限：安装时需垂直。
超声波物位计
优点：非接触。
局限：粉尘影响/凹凸面影响/噪音非接触式；雷达料位计
优点：非接触。
局限：介电常数有要求/粉尘影响/凹凸面影响；推荐：采用高发射频率的，四线制的雷达
导波雷达物位计
优点：对某个点的测量。
局限：介电常数有要求/挂料/拉力影响；
激光物位计
优点：非接触
局限：粉尘影响/凹凸面影响
射频导纳料位计（电容式料位计）
优点：点接触
局限：介电常数有要求/时漂/温漂/挂料/拉力；
推荐：建议采用进口的产品
重锤式料位计：分缆式及带式两种
优点：直接测量/手动控制
局限：传统的缆式重锤容易发生断锤/埋锤/乱绳推荐：带式重锤
射线式料位计
优点：非接触、稳定
局限：有污染/价格高
称重式料位计
优点：可以测量质量/体积
局限：抗震问题/物料面状况不知/价格高。
料位计种类及实际应用
料位计种类及实际应用料位计是一种用于测量和监控物料水平或体积的仪器或设备。
它广泛应用于不同的行业和领域，包括制造业、化工、食品和饮料、医药和环境工程等。
下面将介绍几种常见的料位计及其实际应用。
1.声纳料位计：声纳料位计通过发送声音波束，通过测量返回波束的时间来确定物料的水平。
它适用于各种固体、液体和粉状物料的测量，例如储罐、槽和容器。
声纳料位计的优点是操作简单、测量范围广泛，并且可以在各种环境条件下工作。
2.震荡棒料位计：震荡棒料位计通过将一个或多个震荡棒插入到料位中，当物料接触到震荡棒时，震荡频率会发生变化。
通过测量频率变化来确定物料的高度。
这种料位计适用于粉状物料、颗粒和颗粒状物料的测量，例如谷物、塑料颗粒和粉末。
震荡棒料位计的优点是适用于恶劣的环境条件，如高温、高压和腐蚀性介质。
3.射频电容料位计：射频电容料位计利用物料与电极之间的电容变化来测量物料高度。
它适用于各种液体和固体物料的测量，具有高精度和稳定性。
射频电容料位计广泛应用于石油化工、食品和饮料、制药和水处理等行业。
4.微波料位计：微波料位计通过发送微波信号并测量信号的返回时间来测量物料的高度。
这种料位计适用于液体、固体和粉末的测量，如石油储罐、水箱和粮仓。
微波料位计的优点是非接触式测量、抗干扰能力强、测量范围广泛，并且可以应对复杂的工业环境。
5.振弦料位计：振弦料位计通过振弦频率的变化来测量物料的高度。
它适用于流体、液体和粉状物料的测量，如储罐、槽和导航道的测量。
振弦料位计的优点是高精度、快速响应和抗干扰能力强。
这些料位计种类在实际应用中被广泛使用，具有不同的特点和适用范围。
例如，在石油化工行业中，采用微波料位计和射频电容料位计对储罐和容器中的液体和固体物料进行测量和监控。
而在食品和饮料行业中，声纳料位计广泛应用于储罐和槽中的液体物料的测量。
此外，在环境工程领域，震荡棒料位计和振弦料位计被用于河流、湖泊和槽中液位的测量和报警。
综上所述，不同种类的料位计在各个行业和领域中都有广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、简介
料位计，是用来测量料仓/容罐/仓储等料位的计量仪表，并将料位信号（开关量或连续量）转换为电信号（模拟信号或数字信号）传送到PLC/DCS上，辅助自动化系统控制卸料、加料或停止进料，保持料仓内料位高度。
料位计又称为料位仪表，料位传感器，料位仪，料位变送器、物位计、物位仪表等。
料位计可测量各种状态的物料，如液态、浆液状、灰状、粉状、颗粒状、块状等的物料料位，广泛应用于各个行业。
料位计的分类
随着工业自动化水平的提高，以及在工厂的实践经验中，料位计种类繁多，根据不同的分类方式，有如下种类，
1）根据被测对象分为：
液位计（测量液体）
界面仪（测量液液、固液分界面）
物位计（测量固体物料）
2）根据测量目的分为：
开关量测量（即高低料位报警）
连续量测量（实时料位监测）
3）根据测量方式及原理分为：
接触式：阻旋式、音叉式、电容式、重锤式、射频导纳式、导波雷达式
非接触式：电磁式、超声波式（三维成像）、雷达式、核子式、中子式、射线式、称重式、无源核子、辐射式、激光式
二、各种料位计的各种原理及优缺点
1、阻旋式料位开关
测量原理：高料位时，通过电机驱动传动杆末端的桨叶旋转，当物料覆盖并阻止桨叶旋转时，输出触点（干接点）报警信号，同时切断电机电源；低料位时，桨叶由被覆盖状态到释放，弹簧将电机拉回工作位置，输出相反的触点（干接点）报警信号。
适用工况：适用于各种固体物料测量；温度<=800℃，压力<=10bar，拽引力<=2.8t，灵敏度达20g/l，可要求FDA食品级认证，EHEDG卫生级认证，ATEX、FM/CSA、IEC-Ex、GOST粉尘及气体防爆认证；
2、音叉式料位开关
测量原理：高料位时，通过压电激励探头末端的音叉体产生
100~350Hz的振动频率，当物料覆盖住探头时，便停止振动，输出触点（干接点）报警信号；低料位时，探头由被覆盖状态到释放，开始振动，输出相反的触点（干接点）报警信号。
适用工况：适用于干燥的、颗粒度小于20mm、温度<=150℃、压力
<=16bar的固体物料测量，灵敏度达3g/l；可要求FDA食品级认证，EHEDG卫生级认证，ATEX、FM/CSA、IEC-Ex、GOST粉尘及气体防爆认证，甚至ia，ib本安型防爆认证以及NAMUR认证；
3、电容式料位开关
测量原理：高料位时，通过探头内部主电极在探头周围形成一个电场（射频导纳是发射高频电波），监测探头周边电容量（导纳值）的变化，当探头被物料覆盖住，电容量（导纳值）变化，输出触点（干接点）报警信号。
低料位时，探头由被覆盖状态到释放，电容量（导纳值）变化为初始量，输出与高料位相反的触点（干接点）报警信号。
适用工况：适用于介电常数>1.6，温度<=180℃，干燥的（除木屑）、颗粒度小于40mm、压力<=16bar的松散物料测量；可要求FDA食品级认证，EHEDG卫生级认证，ATEX、IEC-Ex、FM/CSA粉尘防爆认证；
4、重锤式料位计
测量原理：通过电机驱动钢带卷轮下放钢带末端的感应锤头往料仓内探测，当感应锤触碰到物料表面失重时，电机反转将感应锤头拉回顶部停止位置，同时输出与实际料位相应的模拟量信号4~20mA。
适用工况：适用于各种固体物料的测量，温度范围-40℃~250℃，压力-0.5bar~+1.7bar,速度达0.33m/s,对选型及安装要求比较严格。
ATEX、FM/CSA粉尘防爆认证；量程达50米；
5、超声波料位计
测量原理：通过发射口发射超声波，到达物料表面，形成有效的反射波，通过接收口接收反射波，通过计算输出与料位高度相应的模拟量信号4~20mA。
适用工况：适用于料面规则、无粘料、无挂料、粉尘较小、无噪音干扰的工况，介电常数要求>=1.6,温度<=150℃，压力<=10bar；适用于粉尘防爆场合；
6、雷达料位计
测量原理：通过发射天线发射雷达波，到达物料表面，形成有效的反射波，通过接收天线接收反射波，通过计算输出与料位高度相应的模拟量信号4~20mA。
适用工况：适用于料面规则、无粘料、无挂料、粉尘较小的工况，介电常数要求>=1.6,温度<=350℃，压力<=40bar；适用于各种防爆场合；
7、称重式料位计
测量原理：通过在料仓底部安装重量传感器支撑点，来感应料仓内部物料重量的变化，从而输出与料位高度相应的料位信号。
适用工况：适用于各种工况，适用于各种物料，除了堆积密度变化比较大的以及潮湿物料之外；适用于各种温度及压力，甚至气体防爆场合；安装调试要求严格。
8、放射式料位计
测量原理：通过发射源发射一个GAMAR射线，穿透物料到射线接收铅板，从而输出与料位高度相应的料位信号。
适用工况：适用于各种工况，适用于各种物料，除了会受射线污染影响的物料；适用于各种温度及压力，甚至防爆场合；安装调试条件比较苛刻；
通常非接触式仪表会受如下因素的影响：
受介电常数影响：若物料介电常数低，容易吸收雷达波或超声波或高频电波（射频导纳），导致失波，测量不准；建议不要采用非接触式料位计测量介电常数比较低的工况；
受粉尘干扰：粉尘大，导致雷达料位计、超声波料位计在进料时因扬尘产生的反射波而出现“跳变”误报的现象；建议非接触式料位计避免应用于粉尘太大的工况；
受潮湿度影响：容易粘料挂料，导致雷达料位计、超声波料位计、射频导纳料位计出现误报、虚假料位的现象；建议非接触式料位计避免应用于容易潮湿挂料的工况；
而接触式仪表会受下因素影响：
机械磨损：机械磨损容易影响仪表的寿命，譬如阻旋式容易出现卡死、烧电机的情况，因此要求所采用的阻旋式必须采用离合式的衔接方式，同时必须采用双轴承支撑；而重锤料位计必须采用钢带式的传动方式，寿命高达25万次，且自带清洁器，可以刮除粘料，而钢丝绳式的重锤料位计比较细，容易粘附物料，出现绕缆、断锤等问题；且尽量避开物料持续冲刷；
安装位置：重锤料位计若安装位置不当，容易受物料的冲击，容易出现断锤、埋锤的现象；因此要求采用测量速度快的电机，至少达到0.25m/s，要求采用拽引力强的电机，至少达到800N或3000N；
仓壁挂料：若仓壁挂料比较严重，容易产生塌料的问题，导致断锤、埋锤的现象；要求尽量避开仓壁挂料，所采用的重锤料位计必须杠杆式的快速反应方式，且最好自带中断提锤功能，尽量避免塌料影响；
五、料位计选型注意事项
料位计的选型必须结合实际工况，综合考虑各种影响因素，以选出性价比较高的、能够满足现场应用需求的、合适的型号，因此必须详细了解如下几大因素：
1）测量的目的：高低料位报警还是实时料位监测；
2）测量的对象：测量什么物料，物料的状态、密度、颗粒度、潮湿度、化学特性等；
3）料仓的结构：是钢板料仓还是混凝土料仓，料仓的尺寸及厚度，料仓的高度，是否有保温层等；
4）工艺过程条件：温度、压力、防爆等方面的要求，是否有粉尘、噪音、电磁兼容、机械振动等因素的干扰；
5）安装环境：顶部安装、侧面安装、倾斜安装、罐内安装等，过程连接是采用螺纹连接还是法兰连接比较合适？量程、长度或插入深度等要求；
6）其他因素：供电、输出、材质等要求，是否需要做连锁控制等？。