压力式液位传感器（静压液位传感器）是一种通过测量液体静压来推算液位高度的接触式传感器，其核心原理是液体静力学定律。以下是详细解析：

工作原理

  1. 静压公式
    传感器浸入液体后，迎液面所受压强 � 由两部分组成：

    �=�⋅�⋅�+�0

    • �：液体密度（kg/m³）

    • �：重力加速度（9.81 m/s²）

    • �：液位高度（m）

    • �0：液面上方气相压力（如敞口容器中为大气压）

  2. 测量方式

    • 表压型：直接测量 ���（忽略 �0），适用于敞口容器。

    • 绝压型：测量总压 �，需额外测量 �0（如通过气相压力补偿），适用于密闭容器。

  3. 信号转换
    压力敏感元件（如压阻式、电容式）将压强 � 转换为电信号，经校准后输出液位高度 �。

技术特点

  • 接触式测量：需直接接触液体，可能受介质腐蚀或粘附影响。

  • 依赖介质密度：测量精度受液体密度 � 影响（需温度补偿或密度校准）。

  • 适用性：

    • 适合常压或中低压容器（高压需特殊设计）。

    • 可测液体、浆体（需防堵塞设计）。

分类

  1. 按安装方式

    • 投入式：传感器沉入容器底部，测量静压（如污水处理）。

    • 侧装式：安装在容器侧壁，通过导压膜片感应压力（如化工储罐）。

  2. 按信号输出

    • 模拟量：4-20mA、0-10V（传统工业标准）。

    • 数字量：RS485、HART协议（支持远程配置）。

  3. 按压力类型

    • 单法兰：测量单点压力（简单液位）。

    • 双法兰：高低压侧分别连接气相和液相，用于密闭容器差压测量。

典型应用

  • 水处理：污水池、水库液位监测。

  • 化工：酸碱储罐、反应釜液位控制。

  • 食品医药：卫生型设计（如316L不锈钢材质）。

选型关键参数

参数 说明
量程 根据液位最大高度选择（如0-10m）。
精度 通常±0.5% FS（满量程）。
介质温度 -20℃~80℃（高温需散热设计）。
防护等级 IP68（水下长期工作）。
膜片材质 316L、哈氏合金（耐腐蚀需求）。

优缺点对比

优点 缺点
结构简单，成本较低。 受密度变化影响（需定期校准）。
无移动部件，可靠性高。 接触式，可能被粘稠介质堵塞。
适合大量程连续测量。 安装位置需避开流动或搅拌干扰。

与其他液位传感器的对比

  • 雷达/超声波：非接触，但成本高；压力式适合低成本静态液体。

  • 浮球式：机械结构易卡滞；压力式无活动部件。

  • 电容式：受介质介电常数影响；压力式依赖密度。

使用注意事项

  1. 密度补偿：若液体密度变化（如温度影响），需实时修正 �。

  2. 气相压力补偿：密闭容器中需同步测量 �0。

  3. 防堵塞设计：粘稠介质选用平膜式或加装清洁接口。

压力式液位传感器凭借其经济性和可靠性，在工业领域广泛应用，尤其适合稳定密度液体的连续监测，但对工况适应性要求较高，需合理选型。