本文概述：
      投入式液位傳感器(又名投入式液位計、液位變送器是一種通于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，來間接測量液位的壓力傳感器，結(jié)構(gòu)為采用隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標準4-20mA等類型的電信號。目前被廣泛應(yīng)用于城市供排水、污水處理、地下水、水庫、河道、海洋等水位監(jiān)測領(lǐng)域。也適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。其安裝方式非常方便，可以將液位變送器的傳感器部分可直接投入到液體中，變送器部分可用法蘭或支架固定，安裝使用簡單易行。
投入式液位變送器比浮球式、干簧管式、浮球磁致伸縮式、雷達式、超聲波式的明顯優(yōu)勢。但目前市場上的產(chǎn)品都是表壓，不能測帶壓容器的液位。生產(chǎn)實際需要，本文設(shè)計出了能測量帶壓容器的投入式液位變送器，并且?guī)в幸欢ǖ臏囟茸匝a償功能，解決了生產(chǎn)中的測量難題。 　　
     差壓變送器和差壓雙遠傳雙法蘭變送器可以測量帶壓罐內(nèi)的液位。比如：火力發(fā)電廠的汽包液位測量。使用中，差壓變送器低壓端安裝在與汽包相連補償式平衡容器底部，高壓端安裝在與汽包相連的平衡容器的與汽包正常水位平齊的位置。如圖1所示。

 
 
　　但是對于只有一個上邊的取壓口的密閉容器或者是半地下罐，用現(xiàn)有的差壓變送器就不行。用浮球式液位計，對于高壓和粘稠介質(zhì)，也不行，球會被壓壞或粘住不動；用雷達和超聲波液位計，有盲區(qū)，造價又高。
　　我們設(shè)想用差壓原理，將差壓高壓端（H端）做出充油的毛細管和受壓膜盒，毛細管加膜盒長度為從帶壓容器上的連接器到容器底部；差壓變送器低壓端（L端）也做一個膜盒，膜片直徑同高壓端的膜盒。這個膜盒置于上端的容器內(nèi)，連接器下，也可以置于連接上邊的封閉腔室內(nèi)，封閉腔室與連接器（法蘭）上有差壓傳感器低壓端引壓孔，與被測容器相連。用以自動減去容器內(nèi)壓力。為了使差壓變送器高低端由于真空下充灌硅油等導(dǎo)壓介質(zhì)對差壓造成的誤差盡可以少，將低壓端的毛細管做成與高壓端等長，毛細管下端封閉。這樣，雙向毛細管所產(chǎn)生的壓力幾乎相等，產(chǎn)生差壓幾乎為零。這樣設(shè)計還有另外一個重要功能，就是，無論充填什么樣的導(dǎo)壓介質(zhì)，都要產(chǎn)生膨脹與收縮，只要有溫度變化，這種變化就有，由于雙向等長等容，兩個膜盒幾乎處于同一溫場，這種溫度變化產(chǎn)生的影響可以自動抵消，由充填導(dǎo)壓介質(zhì)產(chǎn)生的誤差很小。
　　由于所用差壓變送器原理，所投入帶壓容器內(nèi)的是不帶電能量的毛細管膜盒，無附加防爆危險。
　　技術(shù)指標：如DPS8H-AN帶壓容器液位變送器。精度***優(yōu)可達：±0.1%F.S；溫度飄移：±0.2%F.S/50℃；適應(yīng)溫區(qū)：-40℃～200℃。
　　對比試驗：DPS8H-AN液位變送器（0～20kPa，0～2m）與DPST-LT單法蘭單遠傳差壓變送器（0～20kPa）相比較。
　　實踐中，除了選用有自動平衡壓與溫度補償外，膜盒內(nèi)的容積也“斤斤計較”。在高真空下，對導(dǎo)壓液體介質(zhì)進行除汽、脫水工藝處理，保證導(dǎo)壓介質(zhì)的物理性質(zhì)；充油時，對充入每個膜盒和毛細管中充油量進行計量。保證充入每端的油量一致。這就保證了設(shè)計思想的執(zhí)行。
　　除了上述充油質(zhì)量的保證外，在膜盒結(jié)構(gòu)上也給予了保證。采用了仿形膜片膜盒，保證了膜片波紋形狀與膜盒基底上的波紋很好地匹配，利于人為計量控制充油量，對充油量的可控十分重要。更有利于使用過程中耐沖擊和維護清理刷洗，膜片可刷洗很重要。如：液位變送器所測介質(zhì)是低溫介質(zhì)，根據(jù)所充導(dǎo)壓介質(zhì)的體積膨脹系數(shù)，計算出充足的導(dǎo)壓介質(zhì)容量，以防止在低溫下，由于導(dǎo)壓介質(zhì)收縮，將膜片“抽壓”到膜盒基底上，不能正常感壓，以及給傳感器帶來人為負壓。高溫使用的液位變送器，在常溫下就要少充導(dǎo)壓介質(zhì)，留出膨脹余地。
　　結(jié)構(gòu)的密封保證。在現(xiàn)有的投入式液位計的結(jié)構(gòu)上，普遍采用橡膠環(huán)、墊等來密封傳感器到殼體上；電纜也采用橡膠密封辦法固定。這是不十分可靠的方法。我們大部分采用氬弧焊，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)處采用電子束焊。這樣有效地防止含有鉬元素的不銹鋼，在較長時間熔焊時，鉬元素的析出，影響焊口的耐腐蝕性能。同時也減少了焊接應(yīng)力。對于產(chǎn)品的使用壽命十分有益。我們設(shè)計的可測量帶壓容器投入式液位變送器實現(xiàn)了全部不銹鋼結(jié)構(gòu)，全焊接。因此也很順利獲得了防爆證。
　　結(jié)論，我們所設(shè)計的帶壓容器投入式液位變送器，供電24V.DC，輸出4mA.DC～20mA.DC，二線制，精度±0.1%F.S，溫度飄移：±0.2%F.S/60℃；穩(wěn)定性：±0.2%F.S/年；耐靜壓值：≤32MPa；適應(yīng)溫區(qū)：-40℃～200℃；投入部直徑***小Ф40mm；也可以是帶有HART及其它總線的數(shù)字產(chǎn)品。無論從哪方面來說，都是一種適用的技術(shù)產(chǎn)品。
這種產(chǎn)品及設(shè)計思想，很容易做出投入式密度計產(chǎn)品，如圖2所示。

安裝方法

在靜態(tài)液位中安裝方法：在敞口的容器中測量靜態(tài)液位時，把投入式液位變送器的探頭直接投入到容器底部，在容器開口處用尼龍帶或三腳可調(diào)安裝架等將電纜線（接線盒）固定即可。

投入式液位變送器安裝圖

在流動液位中安裝方法：在流動的液體中測量液位時，因介質(zhì)波動較大，可以在液體中插入一根Φ45mm的鋼管，同時在水流方向的反面不同高度的管壁上打若干小孔，使液體流入管內(nèi)。另一種方法是在液體底部加裝阻尼裝置，以過濾泥沙和消除動態(tài)壓力和波浪對投入式液位變送器安裝測量的影響。

投入式液位變送器應(yīng)安裝在靜止的深井、水池中時，通?？梢园褍?nèi)徑Φ45mm左右的鋼管(在不同高度打若干小孔，以便水流通暢進入管內(nèi))垂直固定于水中，然后將投入式液位變送器的傳感器部分放入鋼管中即可使用。液位變送器的安裝方向應(yīng)為垂直，安裝位置應(yīng)遠離液體出入口及攪拌器。在有較大振動的使用場合，可在變送器上纏繞鋼絲，利用鋼絲減震，以免拉斷電纜線。測量流動或有攪拌的液體液位時，通常把內(nèi)徑Φ45mm左右的鋼管（在液體流向的反面不同高度打若干小孔）。

怎樣解決抗干擾

投入式液位變送器穩(wěn)定性好，精度高，安裝使用方便。但在日常使用中還會受到很多因素的影響。為使用戶能夠更好的使用投入式液位變送器，為廣大消費者提供一下解決辦法。

傳統(tǒng)的安裝方法：就是在測量一個小水箱的液位時，把液位變送器傳感器直接安裝在水箱的底部，傳感器的線性化不錯。但存在一個問題，當水箱上面有水流下來時，會使下面的壓力值波動比較大。從紹興中儀技術(shù)部分析數(shù)據(jù)來看，用每1秒鐘取出一個數(shù)據(jù)，從一天幾次進放水時的液位測量，顯示的數(shù)據(jù)波動比較大，其中又有正確的數(shù)值；用10ms取出一個數(shù)來平均，效果也不好。如何進行解決?

防干擾解決方法

因為數(shù)據(jù)不準確的原因來自水流的沖擊，那么我們安裝投入式液位變送器時只要避免液體下流時壓力直接沖擊探頭，或者用其他的物體擋住液體下流時候那瞬間直接沖擊的壓力就可以了。

方法一、把進水口裝成淋浴式的，把一股大水流切斷成小水流噴灑下來，效果還不錯；

方法二、把進水管口彎一下，使進水口略微往上翹一點，水在出來時會首先往空中拋然后再落下，減少了直接沖擊(將動能轉(zhuǎn)換成勢能)。

方法三、在水中安裝內(nèi)徑45mm左右鋼管，水流入口反方向位置打若干小孔，液位計探頭安裝在鋼管內(nèi)可以減少沖擊，提高穩(wěn)定性。

安裝注意事項

1、投入式液位變送器運輸、儲存時應(yīng)恢復(fù)原包裝，存放在陰涼、干燥、通風(fēng)的庫房內(nèi)。

2、如在日常使用中發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，停止使用，進行檢查，或聯(lián)系紹興中儀廠家解決。

3、接供電電源時應(yīng)嚴格按照隨機接線說明進行連接，不可反接，不可接錯。

工作原理

投入式液位計ZYK20系列采用靜液壓測量原理，當測量探頭放入液體中時，設(shè)大氣壓力為Po，液面到測量元件高為h，液體密度為r，當?shù)刂亓铀俣葹間，則變送器探頭上所受壓力為：Pl＝Po+r×g×h，敏感元件的負側(cè)通過導(dǎo)氣電纜與大氣相通所受壓力為：P2=Po于是測量元件所測到的壓力差值為：P= Pl-P2=r×g×h，對于特定的液體介質(zhì)和確定的地區(qū)，r和g均為常數(shù)，于是P口h，即可由儀表輸出電流大小得到液位高度，即水深。

投入式液位計與液位變送器的區(qū)別：