超声波式、伺服式、静压式液位传感器的工作原理

同其他传感器一样，液位传感器也有很多种类，常见的有超声波式、伺服式和静压式三种。由于各自的工作原理以及性能之间的差异，它们的应用也不一样。下面从传感器的工作原理方面分析，介绍它们都有哪些特点。

超声波液位传感器的工作原理是由换能器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。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CT/2。

由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波液位传感器的型号有关。超声波液位传感器可以应用于各种复杂工况。换能器内置温度传感器，可实现测量值的温度补偿。

伺服式液位传感器是最近比较成功的新型液位传感器，主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达液位传感器形成比较强的竞争。 基本原理同钢带式液位传感器，但具有精确的力传感器以及伺服系统，形成闭环调节系统，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。

静压式液位传感器比较特殊，其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。由于静压式液位传感器受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，静压式液位传感器需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。

用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：

P=ρgH+Po

P:变送器迎液面所受压力

ρ:被测液体密度

g:当地重力加速度

Po:液面上大气压

H:变送器投入液体的深度

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：ρg.H 。显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。