投入式液位计选型手册

一、工作原理与技术特性

投入式液位计基于静压原理实现液位测量，其核心结构由扩散硅传感器、导气电缆、通气阀及外壳组成。当传感器投入液体中时，液体静压力通过导气电缆传递至传感器膜片，膜片产生与压力成正比的微位移，驱动内部电阻值变化。信号处理电路检测电阻变化，并将其转换为标准的模拟信号（如4-20mA）或数字信号输出。
技术特性方面，投入式液位计量程覆盖0-5m至0-200m，精度等级可达0.25%FS（满量程百分比），过载能力通常为150%FS。其全不锈钢结构与IP68防护等级确保在恶劣环境下的可靠性，导气电缆长度可根据安装需求定制，适配不同深度液体测量。

二、核心参数解析

1. 量程与过载能力
   量程需覆盖实际液位范围并预留安全裕度。例如，监测10m深的水箱时，推荐选用量程为0-15m的传感器，并预留30%余量以应对液位突变。过载能力需≥150%FS，以防止瞬时过压损坏传感器。

2. 精度与线性度
   精度等级分为0.25%FS、0.5%FS、1.0%FS三档，需结合测量目的选择。高精度传感器（0.25%FS）适用于实验室分析、贸易结算等场景，而一般过程控制可采用0.5%FS产品以降低成本。线性度指标反映输出曲线与理想直线的偏差，优质传感器线性度可控制在±0.1%FS以内。

3. 介质兼容性

   • 膜片材质：316L不锈钢适用于清水、弱酸碱液体；哈氏合金（C-276）适用于含腐蚀性介质的液体；聚四氟乙烯（PTFE）膜片适用于高粘度或化学活性液体。
   • 导气电缆材质：聚氨酯（PU）电缆适用于一般环境，铁氟龙（FEP）电缆适用于高温或强腐蚀场景。

4. 环境适应性

   • 温度范围：常规型（-20℃~85℃）适用于民用场景，宽温型（-40℃~120℃）专为低温或高温环境设计。
   • 温漂特性：零点温漂与量程温漂均需≤±0.2%FS/℃，确保温度变化时测量稳定性。
   • 防护等级：IP68为标准配置，确保设备在浸水环境中的长期稳定运行。

5. 输出信号类型
   模拟输出（4-20mA）抗干扰能力强，适合长距离传输；数字输出（RS485/Modbus）便于集成至物联网系统。选择时需匹配数据采集设备的接口规范。

三、选型关键步骤

1. 需求分析
   明确被测介质类型（液体种类、腐蚀性）、液位范围、温度区间及安装环境（水池、储罐、河流）。例如，化工储罐需考虑介质腐蚀性，优先选用哈氏合金膜片；污水处理需关注电缆耐腐蚀性，选择铁氟龙导气电缆。

2. 参数匹配

   • 量程校核：实际最大液位≤传感器量程×80%，预留20%余量。
   • 膜片与电缆材质：根据介质腐蚀性选择膜片材料，导气电缆材质需与安装环境兼容。
   • 信号兼容性：模拟信号需确认传输距离，数字信号需验证通信协议一致性。

3. 可靠性验证
   查阅长期稳定性指标（如0.2%FS/年），并要求供应商提供振动测试（20Hz-1000Hz输出变化≤0.5%FS）与EMC测试报告，确保设备在复杂工况下的可靠性。此外，需确认设备是否具备自诊断功能，以便及时排查故障。

四、典型应用场景

1. 市政供水水箱液位监控
   选用量程0-5m、精度0.5%FS的316L不锈钢膜片传感器，通过4-20mA信号集成至水务管理系统，实现水箱液位的实时调节与漏水预警。

2. 化工储罐腐蚀性液体测量
   针对强酸强碱介质，选用哈氏合金膜片与铁氟龙导气电缆传感器，量程覆盖实际液位并预留30%余量。设备通过RS485接口集成至DCS系统，实现液体库存的精准管理与安全控制。

3. 污水处理厂液位控制
   在曝气池液位监测中，选用IP68防护等级、聚氨酯导气电缆传感器，量程0-8m，精度1.0%FS，通过模拟信号输出至PLC系统，实现泵组启停的自动控制与能耗优化。

4. 水利工程河道液位监测
   河道液位测量中，选用宽温型（-40℃~120℃）传感器，量程0-20m，配合数字信号输出，构建远程液位监测网络，辅助洪水预警与水资源调度。

五、总结

投入式液位计选型需结合工作原理、核心参数与实际工况进行综合评估。量程与精度决定测量有效性，膜片与电缆材质确保介质兼容性，信号接口类型影响系统集成效率。通过系统化的需求分析、参数匹配与可靠性验证，可实现传感器性能与工程成本的最佳平衡，为液位测量提供精准、稳定的解决方案。