新超声波传感器系统设计.doc

第一章 前 言
1.1 国内外液位计量仪表的现状
1.1.1 国外液位计量仪表的现状
国外液位计量仪表早期大多采用机械原理，但是近年来，随着电子技术的发展应用，液位计量仪表逐步向机电一体化发展，并且发展了许多新的测量原理。在传统的原理中
也深透了电子技术及微电子技术，结构有了很大的改善，其功能有了很大的提高。从国外液位仪表发展的技术动向来看，当前主要有三个热点：①智能化液位仪；②非接触测量方式的液位仪；③新原理的小型液位开关。
根据工作原理的不同，液位计可分为以下几种：
（1）直读式液位计
如图1.1所示，直读式液位测量方法直接用与被测容器连通的玻璃管或玻璃板来显示容器中的液位高度，它是最原始但仍应用较多的一种液位测量仪表。另外，利用浸入式刻度钢皮尺直接测量液位高度的人工检尺法也是应用较广泛的液位计量方法，尤其是在大型油罐储油量的测量中，也可把它用作现场检验其他测量仪表的参考手段。其精度一般为±2mm的人为误差。此种方法有测量简单、直观、成本低的优点，但测量量程有限，且不适于恶劣环境中的测量。

1-被测容器 2-玻璃管 3-标尺 4、5-阀 6、7-连通管
图1.1 直读式液位测量方法
（2）浮子液位计
利用浮子的比重比所测液体的比重稍小的特点，使浮子漂在液面上并随液面的升高或下降来反映液位，它也是一种应用最早并且应用范围很广的液位测量仪表。将浮子用一条多孔钢带连接至一个恒转矩装置或平衡锤上，由浮子的重量带动多于钢带通过齿轮装置推动机械计数器作现场显示，还可连接电动变送器，获得远距离显示。由于滑轮机械装置的摩擦力和铆带重量，测量误差一般约为±（4~10）mm，如图1.2所示。

1-浮球 2-连杆 3-转轴 4-平衡锤 5-杠杆
图1.2 浮子式液位测量方法（内、外浮球方式）
（3）智能化液位仪
伺服式液位仪是此类仪表的代表。这类仪表通过一个平衡浮子和重力敏感装置，测量浮子的重量（在液面、液内、界面上有不同的浮力），并控制伺服电动机动作升降浮子，跟踪液位变化，同时发出远传信号。伺服式液位仪的微机智能化，使得它的跟踪误差可达0.1mm。同时还能补偿液面高低对钢丝绳产生的附加重量的误差，最高精度可达±0.7mm。另外还可以测量密度、界位等计量参数，具有自诊断及通信功能。由于几乎没有传动部件，因此仪表可靠性高。目前荷兰Enraf公司的ATG854伺服液位仪精度可达±1mm，主要适用于储罐的精密计量，在美国、荷兰和德国等国家都