料位计的多种类型、应用及特点

1、概述

料位计是指对容器中固体物料高度的变化进行实时连续检测的传感器。 此种传感器通常输出4-20ma或1-5V的标准信号与显示仪表或计算机系统连接，也可以通过RS-485或现场总线方式与计算系统相连接。

2、分类

1.机械式；

2.电容料位计；

3.射频导纳料位计；

4.音叉料位计；

5.振动棒料位计；

6.重锤料位计。

3、应用及特点

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。

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。

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。该位移首先使一个微动开关动作，发出有料位信号。随后另一个微动开关动作，切断电动机电源使其停转。

优点：开关结构简单、维护方便；价格较低。

缺点：不适合在高温下工作。

二、非接触式测量仪表

1.γ射线料位计工作原理是在料库一侧设置同位素源，另一侧设置探测器，同位素源向探测器定向发射γ射线，若库内料面低于它，探测器检测料空信号；若料面高于它，则物料遮挡、吸收γ射线，得出料满信号。

优点：日常运行维护工作量小，操作简单；依据料仓形状和工艺要求，γ射线料位计可安装在不同位置。

缺点：放射源污染环境；放射源衰减使料位控制不可靠。

2.超声波料位计主要利用回波测距原理，通过测量换能器发射和接收到声波的时间，计算出换能器到物料表面距离。该料位计适用于块状、颗粒状的固态料位测量。

优点：安装方便、工作可靠、维护量少；价格有竞争性。

缺点：超声波必须借助于媒质传播，水泥厂的料位测量通常以空气作为传播介质，而空气的温度、湿度等变化会影响超声波传播速度，故在一些有温度、压力、蒸汽等场合，该料位计不能正常工作；料库空气中的粉尘也衰减超声波信号，影响测量效果；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衰减，故对粉仓料位的测量效果较差。

3.雷达料位计利用回波测距原理，其喇叭状或杆式天线向被测物料面发射微波，微波传播到不同相对介电率的物料表面时被反射，并被天线接收。发射波和接收波的时间差与物料面和天线的间距成正比，测出传播时间即可得知距离。

优点：由于微波是电磁波，以光速传播且不受介质特性影响，故在一些有温度、压力、蒸汽等场合，超声波料位计不能正常工作，而雷达料位计可使用；此料位计大多为二线制的一体化产品，节省大量电缆；软件调试方便。

缺点：二线制雷达料位计要求24VDC电源质量较高，交流谐波一般不能超过±30VAC；雷达料位计内部电源模块易受其他大电流干扰而损坏，故应把料位计停电拆除；测量固体物料，易产生干扰回波，降低测量效果，故不适用于固体物料的测量。

4.导波式雷达料位计此为雷达料位计的一种变型，通常采用脉冲波方式工作。与雷达料位计不同微波脉冲不是通过空间传播，而是通过1根（或2根）从仓顶伸入、直达仓底的导波体传播。导波体可以是金属硬杆或柔性金属缆绳，微波脉冲沿杆或缆的外侧向下传播，在被测物料表面被反射，回波被天线接收，由发射与回波脉冲的时间差即可计算出传播距离。

优点：与超声波及雷达料位计相比，工作稳定可靠；同雷达料位计一样，反射信号的强度取决于被测物料的介电率或导电率，但导波式可以测量更低介电率的物料。

缺点：双杆（缆）及同轴管式导波体由于电场能量集中，易受外部结构影响；在杆之间（或管内部）易积料，产生虚假回波，影响测量效果；埋在物料中的缆绳由于物料重力会产生较大的下拉力，造成缆绳被拉断等故障。

审核编辑：郭婷