不同水位传感器的应用

水位计可以根据水域的水位选择不同的水位传感器，

1.1雷达水位计，又叫水位雷达，是一种利用电磁波探测目标的电子设备。研发出来主要用于进行水利监测、污水处理和防洪预警等。其主要测量原理是从雷达水位传感天线发射雷达脉冲，天线接收从水面反射回来的脉冲，并记录时间T，由于电磁波的传播速度C是个常数，从而得出到水面的距离D。

如下图所示，雷达水位计通过测量电磁波的发射和接收时间差Δt，计算出雷达水位计与液面之间的距离H2=c*Δt/2,输出的水位值h=H1-H2。H1为渠底至水位计的高度，简称雷达水位计安装高度。

• 适用范围及特点：

• 测量精度高(毫米级)，量程大（可达70米以上）；
• 只需要将探头安置至水位上方，大大减少土建投资；
• 非接触式测量，不受限于水质环境，不破坏水流结构；
• 不受温度、湿度、风速、降雨等环境因素影响，数据稳定可靠；
• 信号输出方式：RS485、RS232、4~20mA模拟量。
• 适用于水库、湖泊、河道、渠道等开放水体以及窨井、罐体等狭小空间内的的水位监测项目，并可应用在高温、高压和腐蚀性很强的安装环境。

劣势：

• 寒冷环境下，天线容易出现结晶、结冰，数据会报错，需要不定时进行处理；
• 安装环境避免有障碍物或者漂浮物，雷达波会将其误为水面，造成数据不准确；
• 安装必须垂直于水面，并且雷达波全部覆盖到水面。

 

1.2压力式水位计采用静压测量原理,当水位计投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力的同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po ,使传感器测得压力为:ρ .g.H ,通过测取压力P ,可以得到液位深度。

 

 

 

适用范围及特点：
①、测量精度高（毫米级），量程大（可达300m以上，可定制量程）；
②、差压式液位测量无机械磨损，工作可靠，质量稳定，寿命长；
③、安装方便，直接将传感器放入水中，节省土建开支；
④、输出信号：RS485、RS232、4-20ma模拟量；
⑤、设备成本相对较低；
⑥、广泛适用于地下水观测井、水源井、地热井、水池、渠道、水库、道路积水等监测场合。

劣势：
①、温度和介质密度影响精度；
②、压力探头会受泥沙及杂物堵塞，使精度受影响；
③、浸入式测量，受水质影响，具有腐蚀性水质无法测量；
④、压阻式有时飘、温飘，需要定时率定。

 

1.3气泡式水位计适合我国水质水情，特别适合中小河流水位监测，发电厂调压井水位、大坝上下游水位的测量：海洋、地下水水位的测量：化工、煤矿、污水处理、自来水厂等处的水位及液位的监测：适用于不便建测井或建测井费用昂贵的地区。产品取得生产许可和计量许可。将一根上端装有压力传感器和气源的管子插入水中,以恒定流向管子里通入少量空气或惰性气体,压力传感器即可测出管内气体压力,此值与管子末端以上水头成正比,通过记录系统转换成水位。

适用范围及特点：
①、测量精度高（毫米级 ），量程大（可达70m以上），免维护，抗振动，寿命长；
②、具有安装简单，操作、组网灵活，该仪器只需要将导气管和气容放入水中，可不建测井，节省土建投资；
③、设备与被测水体完全没有“电气”上的联系，只有一根气管进入水中，从而可以避免很多干扰、影响，构成了它自己的使用特点，数据稳定可靠；
④、信号输出方式：RS485、RS232、4-20ma；
⑤、特别适用于流动水体、大中小河流、水库、或者水体污染严重和腐蚀性强的工业废水等场合。

劣势：
①、底部淤泥和杂物会堵塞产品探头，影响其精度；
②、由于功耗较小，气泵的泵气力量不足，无法在环境较差的地方使用（多泥沙，多杂物等）。

 

1.4超声波水位计超声波液位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲，遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。

适用范围及特点：

• 非接触式测量，不需要直接接触介质；
• 测量精度高（毫米级），量程大（30m以上）；
• 测量范围较大，液体、块状、粉末物位都能测量；
• 安装简单、方便、并且不需要安全防护；
• 输出信号：4-20mA/RS485/RS232；
• 适用于江河、湖泊、水库、渠道、船闸及各种水工建筑物的水位测量。

劣势：

• 精度较低，测量有盲区；
• 不能用于雾气或粉尘很大的测量现场；
• 测量精度容易受温度、湿度、风浪的影响；
• 若有气泡的情况下测量值会与实际的液位有较大的偏差。

• 1.5电子水尺

  电子水尺是新一代数字式传感器，是利用水的微弱导电性原理测量电极的水位获取数据，误差不会受环境因素影响，只取决于电极间距。可长期连续自动检测水位，适用于江河、湖泊、水库、水电站、灌区及输水等水利工程，以及自来水、城市污水处理、城市道路积水等市政工程中水位的监测。

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  测量原理：

  利用水的微弱导电性原理, 水淹到水尺某一位置时，相应的电路扫描到与水接触的最高触点位置，即可判断出水位。

  适用范围及特点：

• 不受环境因素影响；
• 测量精度高，稳定可靠，使用方便；
• 输出信号：RS485/4-20ma；
• 常用于自来水、城市污水处理、城市道路积水等市政工程中的液位监测。
  劣势：
• 量程较小；
• 不适用于较深的水库、湖泊，有较大局限性。