料位计种类及实际应用
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。
霍尼韦尔阻旋料位计
霍尼韦尔阻旋料位计是一种常用的料位测量仪表，它通过旋转涡轮来检测物料的高度。
下面将从应用范围、工作原理、特点、使用方法及注意事项等方面对霍尼韦尔阻旋料位计进行介绍。
一、应用范围霍尼韦尔阻旋料位计适用于各种粉状、颗粒状和块状物料的测量。
它广泛应用于化工、粮食、建材、矿山、环保等行业的料仓、料斗及储罐等场所，用于实时监测物料的高度，防止物料溢出或空仓。
二、工作原理霍尼韦尔阻旋料位计采用阻旋式旋转涡轮原理，通过涡轮的旋转来检测物料的高度。
当物料积聚在料仓内时，物料重量使得物料向下沉降，通过涡轮叶片的阻挡，使得涡轮受到向上的力而开始旋转。
涡轮的转速与物料的高度成正比，通过计数器显示转速，即可计算出物料的高度。
三、特点1. 测量范围广：阻旋料位计可以测量从几乎无料的空仓到满载的料仓之间的任意高度的物料。
2. 维护成本低：采用特殊设计，无需润滑油，不易堵塞，清洗方便，减少维护成本。
3. 可靠性高：采用高精度传感器和可靠的电路设计，具有过载保护功能，保证测量准确和设备安全。
4. 显示直观：计数器直接显示物料的高度，方便观察和操作。
5. 抗干扰能力强：具有良好的防电磁干扰能力，适应各种复杂的环境。
四、使用方法1. 安装：根据料仓情况选择合适的安装位置，确保物料能够均匀进入涡轮叶片，同时避免强烈振动和强电磁干扰。
2. 连接：将仪表与计数器、电源等设备连接，按照说明书中的步骤进行接线。
3. 调试：打开电源，观察计数器的显示是否正常，调整仪表参数以满足实际需求。
4. 观察：定期观察计数器的显示，确保物料的高度在合理范围内，避免物料溢出或空仓。
五、注意事项1. 确保仪表在干燥、无尘的环境中安装和使用，避免暴露在强磁场和高温环境中。
2. 在拆卸仪表时，应先关闭电源，以免损坏设备。
3. 在使用过程中如发现异常情况，如计数器显示不稳定或突然变化等，应及时停机检查。
4. 在维护和检修时，应确保个人安全，遵循相关安全规定。
总之，霍尼韦尔阻旋料位计作为一种常用的料位测量仪表，具有广泛的应用范围和特点，使用方法简单方便，同时需要注意相关安全和保养事项。
各种料位计的各种原理及优缺点
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。
雷达料位计的类型有哪些,你知道么？
雷达料位计有哪些类型
雷达料位计是先进的测量仪表，适用于固体料、过程容器或强粉尘易结晶、结露场合。
具有低维护，高性能、高精度、高可靠性，使用寿命长等优点。
可以适应高温、高压、蒸汽等恶劣的生产环境。
物位计的品种有许多，比如雷达料位计、重锤式料位计等等，那么这些料位计的差别主要在哪里呢？这要从它们各自的优缺点说起，下面来给大家介绍一下各种类型的料位计的优缺点。
料位计主要可以分为六种类型，分别是：雷达料位计；电容料位计；射频导纳料位计；音叉料位计；振动棒料位计；重锤料位计。
1.超声波物位计
优点：非接触。
缺点：粉尘影响/凹凸面影响/噪音非接触式；
2.雷达料位计
优点：非接触。
缺点：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
3.导波雷达物位计
优点：对某个点的测量。
缺点：介电常数有要求/挂料/拉力影响；
4.激光物位计
优点：非接触。
缺点：粉尘影响/凹凸面影响
5.射频导纳料位计（电容式料位计）
优点：点接触。
缺点：介电常数有要求/时漂/温漂/挂料/拉力；
6.重锤式料位计：分缆式及带式两种。
优点：直接测量/手动控制
缺点：传统的缆式重锤容易发生断锤/埋锤/乱绳
7.射线式料位计
优点：非接触、稳定
缺点：有污染/价格高
慧博新锐是一家专注从事雷达物位计研发，生产，销售，的仪器仪表公司。
公司拥有现场应用经验丰富的研发团队10人，精密的研发实验装备，1800平米的生产厂房,精度1mm的全屏蔽生产测试线。
为用户提供质优价廉实用的雷达物位计产品。
称重式料位计-百度百科
称重式料位计-百度百科
称重式料位计是最新测量固态饲料料位的装置之一，主要利用精度较高的传感器进行测量，能将质量信号转变为可测量的电信号。
称重式料位计主要包括料仓、支撑柱、称重传感器、称重控制仪表等几大部分。
其工作原理是传感器安装在料仓的几个支撑柱下，通过将料仓整个浮空并置于传感器上，将称重传感器测量的质量信息按一定的函数关系转换为相应的毫伏级电信号，再将电信号传递给称重控制仪表，并在显示屏进行显示。
称重式料位计应用于猪场贮料塔固态饲料料位测量，具有以下优点：测量精度非常高，测量方式是非接触测量，测量具有实时性和连续性，测量结果是物料的重量，稳定可靠的信号输出可以很好地配合其他控制设备。
缺点是安装不方便，受料仓结构限制，要求料仓独立。
另外，电子称重料位计容易受到外界的影响产生误输出。
由于重物全压在四个脚的压力传感器上，会造成传感器的测量不准，甚至损坏，提高了料位测量的成本。
料位计种类
料位计种类
料位计是指对容器中固体物料高度的变化进行实时检测的仪表。
料位计也称为料位变送器、料位控制器、料位仪、物位计等。
料位计主要分为两大类：连续型和开关式连续型又有超声波（德国西门子）、导波雷达（德国VEGA）开关式则种类较多，阻旋式、音叉式、电容式、重锤式、射频导纳其中阻旋式和音叉式料位计对使用场合要求较高，不耐冲击、不能测粘稠物料电容式应该说是克服了其他料位计的缺点，曾经是行业的主流，可惜的是它也有致命的缺陷，就是不能识别假料，为了克服这个缺陷，在电容式的基础上开发出了射频导纳料位计。
自动重锤探测式料位计
它由伺服电机、悬有重锤的钢丝绳、料位发信装置以及带微机的显示仪表所组成。
起动后，微机发出降锤信号，伺服电机转动放下重锤，当重锤碰到料面后，发信器发出信号给微机，使重锤停止下降并发出升锤信号，电机反转使重锤上升，并发出料位信号值给显示仪表。
重锤升至仓顶后电机停转，经一段延时后再重复上述动作。
显示仪表上还有料位上、下限报警发信等装置。
料位计种类和实际应用
C2 C3
Cx为电容检测元件，设当Cx Cx0时，有C1 C3＝C2 Cx0
1 U
1 U
则电桥平衡，输出电压 U 0
jC2
11
jC3
11
jC1 jC2 jC3 jCx
C1
C2 C U
C2 C3 Cx0
t 4t0 9.6 ps
故，若实测距离 hD＝6.182m 第n个采样脉冲可测到反射波，求n？
t 9.6 ps hD 6.182 m
tD
2hD v
2 6.182 3 108
41213.3ps
tD nt n tD 41213.3 4293.05 t 9.6
面是不平的,难以确定料位高度。
物料进出时，又存在着滞留区（由于容器
结构而使不易流动的死角处，叫做滞留区
），影响 到物位最低位置的测准。
储仓或料斗中，物料内部可能存在大的孔
隙，或粉料之中存在小的间隙，前者影响
概述
对物料储量的计算，而后者则在振动或力、 湿度变化时物位也随之变化。
界位测量中最常见的问题
C
K
C
U
说 明 ： C
C
Cx
Cx0
电容增量
K
(C1
C2 C2 )(C3
Cx0
C)
，当CCx0时，K为数电容式物位计导电介质用电容式物位计 特点
电容式物位计一般不受真空、压力、温度 等环境条件的影响；安装方便，结构牢固，易 维修；价格较低。
位则是液位、界面和料位的总称。
概述
雷达料位计的选型和应用总结
雷达料位计的选型和应用总结一总结：物位是水泥工业生产过程的主要测量参数之一，和其他行业不同，在水泥工业中主要是固体物料的物位测量，液位测量则很少。
固体物料种类繁多，有块状、颗粒状、粉状，这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。
接触式测量是过去测量物位的主要手段，如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式，揽式等测量方法，由于测量时仪表和物料是接触的，在使用过程中往往会出现各种问题，如电容的挂料；重锤的断锤、埋锤；音叉的堵料等，且日常的维护量很大。
到20世纪末，水泥工业开始采用非接触的物位测量，较早成熟的非接触的测量技术有超声波技术．超声波技术近几年来发展很快，是目前应用最广泛的非接触式测量方法，特别在液位测量。
在水泥厂超声波物位测量已较普遍应用在原料调配库、原煤库、熟料库等，但超声波必须借助于介质传播，如在水泥厂的储库物位测量通常以空气作为传播介质，而空气的温度、湿度的变化会影响超声波传播速度，空气中的粉尘也将衰减超声波的传播信号；当前超声波物位测量仅用于测量块料或颗粒状的物料，对粉仓料位的测量，由于粉仓料位表面在下料时非常疏松，对超声波信号有较强的衰减，现未使用．九十年代末期，在过程检测领域出现了高性能、低价格的微波物位计即雷达料位计，所谓微波是电磁波，其频率范围为300MHz～300GHz, 微波的传播速度为3x108 m/s, 如设频率为5. 8GHz, 在大气中波长约为52mm，其穿透力强，传播速度不受粉尘、蒸汽及介质组分的影响，传播衰减也很小；对被测固体物料除要求其介电常数ε>1.8外，物料的温度、压力、密度等几乎不影响对其准确的测量；现有雷达料位计在天线设计和形状确保了接受回波的能量；另外现场调试也十分简单，通过专用的软件，能把正确的回波迅速找到，并立即换算为物位值。
由于比超声料位计有其更卓越的性能，近几年来，雷达料位计迅速、大量进入了过程检测仪表的市场，在各行业普遍使用，如中环天仪西门子组装雷达料位计。
- 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)。
仪控一班：丁伟宁
主要内容
一． 概述 二． 电容式液位测量 三． 超声波物位测量 四． 雷达物位测量 五． 射频导纳式料位计
概述
什么叫物位
在热工检测中，我们常把开口容器或密封 容器中液体介质液面的高低称为液位；把两种
液体介质分界面的高低称为界面；把固体粉状
或颗料物在容器中堆积的高度称为料位。而物
计数法测时
发射脉冲 接收脉冲 计数时钟 N个 t
1 H vt 2
若计数时钟频率为f，从发射脉冲瞬间触发计数到接 收脉冲瞬间停止计数，共有N个计数脉冲，
则传播时间t为
N t f
1 vt v 由 H vt 得 H 2 2 2f
其中 Δt－计数脉冲周期 f－计数脉冲频率
ΔH－液位分辨率 电磁波速度（即光速）v 3 108 m/s， ΔH＝1.5 mm
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
结构： 两个同轴圆筒电极组成 的电容器。
当液位高度为0时，传感器电容量 C0为
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
原理：基于圆筒形电容器的电
容值随物位而变化。
当液位变化，园筒形电极一部份被物
料浸没，浸没深度H， 极板间存在两 种介质的介电常数ε 1 (原设有中间介 质介电常数)、ε 2 (被测物料的介电 常数) ,将引起电容量的变化CH。
面是不平的,难以确定料位高度。
物料进出时，又存在着滞留区（由于容器
结构而使不易流动的死角处，叫做滞留区
），影响 到物位最低位置的测准。
储仓或料斗中，物料内部可能存在大的孔
隙，或粉料之中存在小的间隙，前者影响
概述
对物料储量的计算，而后者则在振动或力、
湿度变化时物位也随之变化。
界位测量中最常见的问题
计数脉冲频率为
f 10 Hz 100GHz
11
t 10
11
s 10 ps
而当前集成电路的运算速度为几十MHz，相差 几个数量级，必须另寻出路！
等效时间采样法测时 原理
被测信号是周期为T的周期性信号，采样周期为 T+Δt，每周期只采一个瞬时值，等效采样周期为Δt。 周期性重复的高频信号均可采用此方法，降低采样频 率。
采样 信号0 重组 波形0
4T1+Δt 真实值 4293.05Δt 4294Δt 4293Δt
t t
Δt
需时 t 125000 ps 4 4294 2.16ms
n=4293
进行测量。
超声波物位测量
测量原理
基本测量方法
高出最高 液位
声波遇到两相界面时会 发生反射 测量盲区约1m 单探头气介式
气介声速
超声波物位测量
测量方法
设置声速校正具方法
声波在介质中的传播速度与介质的密度 有关，而密度是温度和压力的函数
v——ρ ——（P,T）
eg.空气
V0℃ = 331 m/s；V100 ℃= 387 m/s
说明： C
C C x C x 0 电容增量 C2 K ，当C C x 0时，K为常数 (C1 C2 )(C3 C x 0 C )
电容式物位计
导电介质用电容式物位计 特点 电容式物位计一般不受真空、压力、温度 等环境条件的影响；安装方便，结构牢固，易 维修；价格较低。 但是不适合于以下介质：如介质的介电常 数随温度等影响而变化、介质在电极上有沉积 或附着、介质中有气泡产生等情况。
Ri R 2 1， R r
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
检测电路： 电容式物位计主要由电极（敏感元件）和电容检测电路 组成，由于电容变化量小，因此准确检测电容量是物位检 测的关键。 常见的电容检测方法有交流电桥法、充放电法、谐振电 路法。可以输出标准电流信号，实现远距离传送。
概述
液位测量的工艺特点
液面是一个规则的表面，但当物料流进、流出 时，会有波浪，或者在生产过程中出现沸腾或 起泡沫的现象。 大型容器中常会出现液体各处温度、密度和粘 度等物理量不均匀的现象。 容器中常会有高温、高压，或液体粘度很大， 或含有大量杂质、悬浮物等。
概述
料位测量的工艺特点
物料自然堆积时，有堆积倾斜角，因此料
电容式物位计
非导电介质用电容式物位计
2π( 0 ) H C C C0 Ki H ln(D / d )
若被测介质是粘性非导电
液体，其测量结果也会受 到虚假液位的影响，但一
般很小，可以忽略。
电容式物位计
固体物料用电容式物位计
因为固体摩擦较大，容易“滞留”，所以一般不用双 层式电极。对于非导电固体料位，可采用以电极棒和 容器壁为两电极、以被测物料作为电介质的电容器来 测量。如果容器为圆筒形，电容变化量为
等效时间采样法在时间量检测中的应用
发射 脉冲 0 回波 接收 0 采样 信号0 重组 波形0
tD
T
t tD tD 2Δt tD 3Δt tD 4Δt tD 5Δ t tD t Δt T+Δt 6Δt
t
Δt
5 Δ t 6Δ t
t
Δt（最小分辨时间）为发射与采样信号周期差值，又称 等效采样周期，只要满足两信号周期之差为Δt<10ps。
举例： 发射时钟
f1 8.000156MHz 8.000156 10 Hz
6
采样时钟 f2 8.000000MHz 8 106 Hz 相应的， T1 124997.6 ps
T2 125000 ps
t0 T2 T1 2.4 ps
前已述，分辨ΔH=1.5mm液位，等效采样周期Δt<10ps
故，若实测距离 hD＝6.182m
t 4t 0 9.6 ps
第n个采样脉冲可测到反射波，求n？
t 9.6 ps
hD 6.182m
2hD 2 6.182 tD 41213 .3 ps 8 v 3 10
t D nt
t D 41213 .3 n 4293 .05 t 9.6
是界面位置不明显，浑浊 段的存在也影响 测准。
概述
物位测量仪表的分类 按其工作原理可分为以下几种： 电容式：物位测量仪表
超声波：式物位测量仪表 雷达波：式物位测量仪表
射频导纳：料位测量仪表
电容式物位计
电容物位计：将物位的变化转换成电容量的变 化来进行物位测量的仪表。 组成：传感器、电容检测两大部分。 电容式物位计适用于各种导电、非导电液 体的液位或粉状料位的远距离连续测量和指示 ，也可以和电动单元组合仪表配套使用，以实 现液位或料位的自动记录、控制和调节。由于 它的结构简单，没有可动部分，因此应用范围 较广。
若取n=4294，则发射接收4294次完成测量， 用计数器计数n，即可测出tD，进而求出hD。
发射 脉冲 0 回波 接收 0
4T1
f1=8.000156MHz T1 124997.6 ps Δt=9.6ps t t
Δt 2Δt 4292Δt 4293Δt 4294Δt
tD
T2 125000 ps f2=8.000000MHz
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
液位由0增加到H，传感器电容变化量△C为：
' H 2H 2 0 2H C D D0 D ln ln ln d d d
D0>>D，且ε ＞ε 0′
D C ln d H 2
电容式物位计
导电介质用电容式物位计 实现形式： ①测量导电液体液位时： 等效电路如图。
用于液体、颗粒及浆料物位的 连续非接触测量。 测量不受介质变化、温度变化、
惰性气体及蒸汽的影响； 喇叭式天线，频率6 GHz；
量程20 m，精度±3mm； 两线制，HART协议；
西门子SITRANS LR400 雷达液位计
适于测量高粉尘固体物料 和低介电常数液体物位。 连续波调频工作方式；
工作频率24 GHz； 量程50 m，精度±60 mm；
注意：
电容量的检测一般须用交流电源，电源频率高，有利于 比较容抗间的差别，但若频率过高，寄生电容影响大，反 而不利于检测。 以单臂桥式电路为例：
电容式物位计
导电介质用电容式物位计 检测电路： 交 流 如图：
C2 C3 C1 Cx
uo
C x为电容检测元件，设当C x C x0时，有C1 C3＝C2 C x0 1 1 U U j C 3 jC2 则电桥平衡，输出电压 U 0 1 1 1 1 jC1 j C 2 j C3 j C x C2 C U K C U C1 C2 C3 C x 0 C
超声波物位测量
带有声速校正杆的超声波液位计 t0
t
2h0 t0 v
h0 h
2h t v
t h h0 t0
雷达物位测量
测量原理
发射接收高频电磁波，原理类似于超声液位 计。电磁波，波速与空气温度、湿度等无关。
H
1 H vt 2
H
导 波 管
雷达液位计
导波雷达液位计
德国E+H FMR230 雷达液位计
电容式物位计
射频导纳液位计
(去除挂料影响的电容式液位传感器)
电容式物位计
射频导纳液位计
1 挂料的等效阻抗为： Z Rg jCg 通过分析传输电流的波动方程， 得（射频导纳定理）：
1 Rg C g
电容式物位计
射频导纳液位计
1 Rg C g
当： t 2k (k 1,2,....n) 4
2π( 0 ) H C C C0 Ki H ln(D / d )