无线液位测量技术[外文翻译].doc

附件C: 译文

无线液位测量技术

摘要：本文介绍最近发展起来一种用于液位测量的无线测量采集系统的应用，它能弥补当前正在使用的许多液位测量方法的不足，包括：液位传感器的适用性受限，需要为每个传感器提供动力，传感器之间必需要通过物理联结才能获取测量结果，以及需要给每个传感器配备数据通道和信号调节器。导线的使用同样导致其他的缺点，例如，增加或替换传感器的工作量，负荷增加，潜在导线的电弧放电和老化问题。液位传感器是一个简单的无源电感-电容电路，它不易受机械故障的影响，但如果系统使用浮子和杆臂则有可能遭受影响。振动的磁场为传感器提供动力。一旦电路被激励，传感器产生磁场感应。感应频率相当于电容内液体电场的总和。改进传感器的设计，使其可用于任何液体或能贮存在绝缘贮罐内的非气态流体的液位测量。论文还介绍传感器用于腐蚀性、酸性或低温液体的方法。同时介绍极低液位的测量方法，当传感器完全浸没于液体和没有浸在液体时，通过调整传感器的特性来实现。并讨论在盐酸、液态氮、糖、泥沙、氨水、漂白剂、水、海水、油及透射液液位测量的结果。
关键词：磁感应传感器；液位传感器；无线；低温


1、 引言
本文介绍一种无线液位测量技术，使用简单且与当前的方法相比有许多优势，目前使用的测量方法有基于流体静压、外观检测（如通过容器壁上的观察玻璃或在容器中插入测深尺来人工读取）、浮子、超声波、纤维光学或专用电容的[1-7]。本论文中提出的方法可以测量任何电介质不变的流动物质的液位（如液体、无固定形状的物质、颗粒或粉末）。液位传感器设计成一个磁感应传感器。磁感应传感器是一类通过振荡磁场和与自身磁场作用的电磁感应来提供电能的传感器，其自身磁场特性取决于可被测量的物理特性[7-9]。文献[7-9]描述磁场响应传感器动力提供及取得测量值的方法。该传感器是一个无源电路，不需要物理或电气联结到电源或测量捕获装置。它可用于例如腐蚀性、酸性、高温、低温及高压等工况。
当需要广泛用于严酷条件如低温、酸性、腐蚀性或高温液体时，其他的液位测量方法都有其局限性，机电液位测量系统，例如浮子式，必须考虑测量系统的重量和体积。外观检测的方法要求液体容器盖是打开的，因此如果所测量的液体其蒸汽是不能释放到大气中的，那么这种方法就不适用。
超声波液位测量法是一种非接触式方法[1]。所有的测量值都能在容器之外获得。超生波法不适合用在有气泡的液体或没有声音反射面的容器。进一步地，容器内部的一些结构例如缓冲装置会驱散声波[1]。贮罐有外壁的，如双壳油轮或飞机前起落架，超声波测量在这些情况下也不适用。声音信号从液面上的空气/蒸汽进入液体时，密度的变化会导致测量误差的产生。在机械阻尼系数高的物质中使用这些