在工業(yè)生產(chǎn)中，許多行業(yè)需要解決液位測(cè)量問(wèn)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量以及能源的消耗和成本由于各種液體的性質(zhì)千差萬(wàn)別，液位測(cè)量的方法很多，液位仿感器變送器也各有特色。測(cè)液位的方法常的有幾種，如靜壓式浮子式電容式和超聲波液位測(cè)量法。靜壓式是基于對(duì)液體靜壓力的測(cè)量，如差壓法和吹氣法；浮子式液位計(jì)包括可動(dòng)的機(jī)械部件，浮子的部分浸在液體中，液位變化引起浮子位移；從而引起機(jī)械部件的轉(zhuǎn)動(dòng)或位移。電容式是測(cè)量由液位變化引起的電容變化從而得到液位；超聲波法是基于對(duì)超聲波在超聲波換能器和液體面之間傳播時(shí)間的測(cè)量。以上提到的幾種方法都各有利弊。靜壓法的準(zhǔn)確度不夠，依賴(lài)于所用氣體的密度；浮子法結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及可動(dòng)部件，而且液位測(cè)量需要知道浮子尺寸的精確數(shù)值；電容式電路比較復(fù)雜；超聲法依賴(lài)于空氣中的聲速，并且需要獲得從液體面返回的回所以，對(duì)空氣溫度壓強(qiáng)和氣流以及液體面的波動(dòng)很敏感21本文介紹的電導(dǎo)液位測(cè)量法是通過(guò)測(cè)量導(dǎo)電液體的電導(dǎo)而獲得液位的法，這種方法對(duì)寧氣壓乃不敏感1構(gòu)尚咕沒(méi)肓可動(dòng)部件便于安裝和維護(hù)測(cè)量電路簡(jiǎn)單對(duì)空氣和液體面波動(dòng)敏感性不強(qiáng)。

　　電導(dǎo)式液位變送器通過(guò)對(duì)非純水等導(dǎo)電液體電導(dǎo)的測(cè)量得到液位，它對(duì)傳感器敏感元件即電極加工工藝要求不高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單節(jié)省空間其電路簡(jiǎn)單可靠性高成本很低準(zhǔn)確度比較高。對(duì)于導(dǎo)電性液體用電導(dǎo)式液位傳感器更為簡(jiǎn)單易行1電導(dǎo)式液位測(cè)量原理對(duì)于成分和溫度固定的導(dǎo)電液體，其電導(dǎo)率是固定的。根據(jù)電導(dǎo)定義1其達(dá)式為4為導(dǎo)體有效面積，1；為導(dǎo)體有效長(zhǎng)度，1為電導(dǎo)率用垂直插入液體中的之個(gè)通電電極測(cè)試液體電導(dǎo)。則導(dǎo)體有效長(zhǎng)度為2個(gè)屯極之間的距離。通電屯極在液體中形成電場(chǎng)。電力線七要分布在兩極之間，導(dǎo)體有效面積4可以用浸入液體中的電極有效面積近似。電極寬度不變，故導(dǎo)體有效而私1.液體液位，成正比，由于屯導(dǎo)率，和電極之間的距離均為常數(shù)，所以，電極之間的液體屯導(dǎo)正比于導(dǎo)體有效面積，因而正比廠液體液位2，即=.保持通電電極兩端的電壓不變，根據(jù)歐姆定律，流過(guò)電極的電流與兩極間液體電阻成反比，即與兩極間液體電導(dǎo)成正比，因此，電極電流與液體液位成正比。電導(dǎo)式液位變送器就是通過(guò)對(duì)電極電流加以變換作為液位信號(hào)輸出的。

　　事實(shí)上，直接測(cè)量的電極兩端的電導(dǎo)中除了液體電導(dǎo)外還包括電極的電導(dǎo)和容納值。電極液體中剩余電荷相互作用，會(huì)在接觸面形成雙電層，雙電的建立是帶電粒通過(guò)兩相界面遷移的結(jié)采151.

　　根據(jù)亥姆霍茲理論，可以把雙電層看成是與平行板電容器相同。整個(gè)電解池的阻抗可分解為1中的各個(gè)部分14.7稱(chēng)為電極的電解阻抗，用來(lái)率；雙層雙電層所對(duì)應(yīng)的容抗液體待測(cè)液體的阻抗。由于有雙電層容抗和電極的電解阻抗在相當(dāng)大的誤差。為了避免上述誤差，需要采用交流電作為激勵(lì)。般來(lái)說(shuō)，從降低極化作用的觀點(diǎn)出發(fā)，捉高激勵(lì)的頻率是有利的。但頻率太高時(shí)，較長(zhǎng)引線產(chǎn)生的引線電容值將增加很多，造成較大的激勵(lì)電流由此旁路，引起很大的測(cè)量誤差，反倒不如用較低的頻率進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，激勵(lì)的頻率在幾打到1000比較加在電極兩端的電卡幅值選擇在2，左右，幅值太大會(huì)導(dǎo)致極化作用，也容易引起放大器飽和。電導(dǎo)測(cè)量對(duì)交流激勵(lì)電源的波形沒(méi)有太高要求3要求波形的正半周與負(fù)半周對(duì)稱(chēng)。

　　電解陽(yáng)極界面阻抗電，陰極界面阻抗2電導(dǎo)式液位變送器結(jié)構(gòu)電導(dǎo)式液位變送器結(jié)構(gòu)2.山2個(gè)電極和變送器電路組成。電極形狀可以是板狀柱狀和絲狀。2個(gè)電極可以完全相同，也可以不同。為了使電場(chǎng)集中在電極之間，電極的背面要絕緣。電極材料可以是鉑不銹鋼，石墨等。鈾的抗腐蝕抗氧化能力比較強(qiáng)，但價(jià)格昂貴。石墨電極很穩(wěn)定，抗腐蝕，但存在的問(wèn)是隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)容易掉淹，使轉(zhuǎn)換成4，2，1電流。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。變送器電路包括正弦波發(fā)生器功率放大器電極電流電壓轉(zhuǎn)換器絕對(duì)值變換電路調(diào)零調(diào)量程電路和電壓電流轉(zhuǎn)換器。

　　3電導(dǎo)式液位變送器電路的設(shè)計(jì)電極的激勵(lì)信號(hào)由個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生。正弦波發(fā)生器采用精密波形發(fā)生器專(zhuān)用集成電路1江8038，產(chǎn)生2020班2的正弦波，電路如變?yōu)檩敵鲭娮鑳H為幾，平均值為幾即頻率和幅值可調(diào)的交流激勵(lì)信號(hào)。

　　正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)的正弦交流信號(hào)加到個(gè)電極上，流過(guò)電極的交流電流信號(hào)從另個(gè)電極引出，接到運(yùn)算放大器的反相輸入端，再由電阻器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為運(yùn)算放大器輸出端的電壓信號(hào)，電路4.因?yàn)橐何慌c電極中流過(guò)的電流成正比，而運(yùn)算放大器的輸出端電壓與反相端電流成正比，所以，運(yùn)算放大器的輸出端電壓與液位成正比。此電壓信號(hào)為個(gè)頻率與激勵(lì)電源頻率相同的正弦波。

　　再經(jīng)過(guò)絕對(duì)值變換濾波電路變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)零點(diǎn)調(diào)量程電路變?yōu)?標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，比較后，通過(guò)電壓電流變換電路變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)4，20，1電流信號(hào)輸出，以便遠(yuǎn)距離傳輸。

　　4實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)實(shí)驗(yàn)，將液位反復(fù)從0陽(yáng)調(diào)到30饑，再?gòu)?0調(diào)到，連續(xù)測(cè)得組電導(dǎo)式液位變送器液位高輸出電壓，用比較小乘法擬合直線，求得非線性誤差靈敏度50.133.求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)誤差偶然誤差為5結(jié)論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明這種電導(dǎo)液位變送器有很好的線性度和較小的誤差。而且變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝調(diào)試方便電路簡(jiǎn)單可靠成本低廉，適用于對(duì)般工業(yè)生產(chǎn)中的非純水和各種液態(tài)金屬以及酸堿鹽溶液等導(dǎo)電液體的測(cè)量。存在的問(wèn)是液體電導(dǎo)率與溫度影響有關(guān)，所以，還要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。另外，這種電導(dǎo)液位變送器對(duì)液體成分很敏感，如何減小成分微小變化帶來(lái)的誤差有待于進(jìn)步研究。

　　杜如彬，柯象恒。液位檢測(cè)技術(shù)。北京原子能出版社，1987.12.

　　31王俊杰。檢測(cè)技術(shù)與儀1.武漢武漢理工大學(xué)出版社，41胡宗定，王平。工程電導(dǎo)測(cè)試技術(shù)1.天津天津大學(xué)出版51胡茂圃。腐蝕電化學(xué)叫。北京冶金出版社，1991.50 61安特羅波夫1.理論電化學(xué)河1.北京高等教育出版社，1984.

　　王輝1977，女，吉林省通化市人，清華大學(xué)碩士研宄生，主要研，方向虛擬儀器與液位檢測(cè)儀。