超声波液位计与差压液位计的对比分析

超声波液位计与差压液位计的对比分析

蔡晓龙

中国核电工程有限公司华东分公司 浙江海盐 314300

摘要：超声波液位计与差压液位计在使用时，均有着应用广泛的特性，而且有时会涉及到一些较为相同的行业，所以在使用的过程中，人们常常会把这两种方式弄混。因此，本文通过工作原理、各自的优缺点以及应用条件，对这两种液位计进行了对比分析，并希望能够以此帮助人们更加了解这两种液位计。

关键词：超声波液位计；差压液位计；对比分析

前言

想要实现对液体介质的高低进行判断，就需要通过测量液位的仪器来实现进行数据的获取。作为一种常用的物位仪表来看，液位计在使用的过程中有着十分重要的作用，但是对于液位计自身而言，有着很多不同的类型，而常用的液位计当中，超声波液位计与差压液位计有着许多相同的地方，也有着不同的地方，但是在使用的过程中，他们都能够获取良好的数据结果，但有时人们常常会把这两种方式弄混，这就需要通过详细的对比来实现帮助人们进行识别。

1. 工作原理

1. 超声波液位计

对于超声波液位计而言，它在使用时主要利用的工作原理是以超声波处理技术作为整个系统运行中的关键内核，并以数字信号进行使用，进而通过高超速的处理功能，实现对数字信号进行转化。这样，在系统运转过后，将数字信号进行处理，所获取的液位高度数值则会变得十分精准。在这个过程中，无需再通过比较、判断来进行分析。在使用的过程中，当cpu能够获取液位的数值之后，则可以实现进行存储，然后再利用数码显示器将最终的结果进行显示。值得注意的是，超声波液位计在使用的过程中，可以进行标准信号或以接口测量的方式进行结果的输出，因此它既能够做到实现直接显示，也能够连接计算机进行显示^[1]。一般来讲，在进行液位的测量时，需先通过对超声波液位计进行调制，这时才能使声波信号由探头处进行发出，从而通过液面进行反射，再由探头进行回波信号的收集，之后就可以通过预处理进行加工，通过后处理来实现输出，最终就能够获取准确的数值。当数值进行应用时，能够利用数字模型进行表述，并再次利用计算实现对液面高度进行反馈。

2. 差压液位计

对于压差液位计的使用而言，在进行测量时，主要的工作原理是通过钢管，实现将差压计的正压端连接到被测液体的底部，然后再使其负压端能够与气相中相接。这样，通过利用流体静力学的原理，就能实现使压差式液位变速器，可以通过容器内的液位改变来促使液柱发生变化^[2]。毕竟，静压力一旦受到改变，就能实现通过液柱上的数值来反映出最终的具体数据。

2. 优缺点

1. 超声波液位计

对于超声波液位计而言，它在使用的过程中，所有零件都具备着高质量性，且通过不断优化与升级，完全能够代替相同类型的进口仪表。对于超声波液位计来看，其自身具备着较高的精度，也能够抵抗多种干扰波，所以它在使用的过程中，有着相当好的精准性。超声波液位计在使用时，能够以智能技术的搭载，实现智能化分析，并且也无需任何特殊步骤以及调试，就能保证应用的效果。由于它属于非接触类的仪表，在使用的过程中其实并不需要与液体进行直接接触，它自身具备着低故障率的特性。但是，对于超声波液位计来看，它也有一定的缺陷。毕竟，超声波自身的本质是机械波，它在使用的过程中，想要实现传播就需要介质，这也使得具备着强挥发性的环境则不能够使用这种液位计，而且也不能够在真空的环境中进行使用。与此同时，超声波液位计在使用时，其转换器是由塑料外壳以及电陶瓷进行制作的，进而高温高压的环境也不适用。此外，对于超声波而言，由于属于机械波，因此在传播的过程中不仅需要介质，还会出现逐渐衰弱的问题。对此，考虑到自身所需要的精度，所以在实际使用的过程中，其量程范围较小，这也使得它在使用的过程中，一些大量程以及高精度的场合并不能够进行使用。值得注意的是，在这个过程中，由于介质和温度的变化会导致声速发生改变，导致在一些温度变化较为频繁的场合中，超声波液位计也不能够使用。

2. 差压液位计

对于差压液位计的使用来看，它最大的优点是在使用的过程中，测量时并不会产生机械磨损，而且自身的质量较为稳定，同时工作的精度相对可靠，更由于其自身的结构简单，具备着安装方便的特点，因此在使用的过程中，它的整体维护成本其实要低于其他液位计的使用，并且其自身的寿命也要长于其他液位计的使用，更能够保证在一些常温常压的场合下，能够有效凸显其自身的实际使用价值。但是，对于这种液位计来看，也并不是没有缺点的。比如，由于这种液位计在使用的过程中，其原理限制了自身的特性，所以它使用时的整体精度其实并不是特别高。如果容器内有蒸汽，那么在负相引压管当中就会出现冷凝的问题，这时就会导致最终的测量结果出现误差。由于这类问题发生比较频繁，所以需要通过进行人工定期排液来保证引压管处装液罐能够得到排空。此外，由于这种测量方式在天气寒冷时容易导致管内的液体出现凝固，所以在使用的过程中需要通过伴热保温的方式进行使用。但是，在这个过程中，需等水蒸气凝结充满，并保证引压管的性能能够恢复正常，这时才能够使用。值得注意的是，由于它在使用的过程中，整体测量时的综合误差较大，且变送器在使用时稍有误差，就会导致其精度发生变化，所以在使用的过程中，需要按照现实需求进行应用。

3. 应用条件

1. 超声波液位计

超声波液位计在使用的过程中，更适用于平面状态较好的物体。例如，移动平面为木制品、钢板、玻璃、塑料等制品或液体等在使用的过程中，其发射频率较高，且回收到的波数较多，所以它的应用质量会更好。

2. 差压液位计

差压液位计在使用的过程中，更适用于电力、化工、石油、轻工等行业中中，储存储罐介质液位的测量。但是，它易受到温度和密度的影响，所以其要求测量的介质比较纯净。

总结

通过上述的分析比对，能够实现就超声波液位计与差压液位计的工作原理、优缺点与应用条件进行明确的展现。通过这样的方法，希望在液位计使用的过程中，促使使用者能够就二者不同原理与限制条件进行有效应用，从而就能有效确保液位计在使用时的最终质量。

参考文献

[1]郭明,王超. 超声波液位计故障分析及维护策略[J]. 中国仪器仪表,2020,(08):56-61.

[2]朱迎红,任立金. 电子差压液位计在大型储罐的应用[J]. 仪器仪表用户,2019,26(02):55-57.