压力式液位传感器通过测量液体静压来间接计算液位高度，根据其工作原理、安装方式和使用场景的不同，可分为以下几类：

1. 按测量原理分类

  • 静压式液位传感器
    基于液体静压与液位高度成正比的原理（�=��ℎ），通过测量容器底部或某点的压力推算液位。
    适用场景：敞口容器或常压储罐。

  • 差压式液位传感器
    通过测量容器底部压力与顶部气相压力的差值计算液位（消除气相压力波动影响）。
    适用场景：密闭容器（如带压储罐、反应釜）。

2. 按传感器结构分类

  • 投入式液位传感器
    传感器直接浸入液体底部，测量静压。通常带有防水电缆和通气孔（用于补偿大气压）。
    特点：安装简单，适用于深井、水池等。

  • 法兰式液位传感器
    通过法兰安装在容器侧壁或底部，隔离传感器与液体（适合腐蚀性介质）。
    特点：抗腐蚀，维护方便。

  • 螺纹安装式
    通过螺纹接口固定，适用于小型容器或管道。

3. 按信号输出分类

  • 模拟输出型

    • 4-20mA电流信号（抗干扰强，远距离传输）。

    • 0-5V/0-10V电压信号（短距离使用）。

  • 数字输出型

    • RS485、Modbus、HART等协议，支持多传感器组网。

  • 无线传输型
    通过LoRa、NB-IoT等无线技术传输数据，适用于远程监测。

4. 按介质特性分类

  • 普通型
    用于清洁、低粘度液体（如水、油）。

  • 防腐型
    采用不锈钢（如316L）、聚四氟乙烯（PTFE）涂层，耐酸碱或腐蚀性液体。

  • 高温高压型
    特殊材质和密封设计，用于高温蒸汽或高压环境（如锅炉）。

5. 特殊类型

  • 气泡式液位计
    通过向液体中持续通入压缩空气，测量维持气泡流出所需的压力（适用于高粘度或易凝固液体）。

  • 电容式压力液位传感器
    结合电容原理，提高对低密度液体的灵敏度。

选型要点

  1. 容器类型：敞口（静压式）或密闭（差压式）。

  2. 介质性质：腐蚀性、粘度、温度、密度。

  3. 安装条件：投入式、法兰式或螺纹安装。

  4. 输出需求：模拟信号、数字通信或无线传输。

例如，化工储罐常选用差压式法兰传感器（耐腐蚀材质），而水处理池多采用投入式静压传感器（经济实用）。

静压式液位传感器

静压式液位传感器是一种通过测量液体静压来间接确定液位高度的传感器，其核心原理基于流体静力学的基本公式：
�=�⋅�⋅ℎ
其中：

  • �：液体静压（单位：Pa或bar）；

  • �：液体密度（单位：kg/m³）；

  • �：重力加速度（9.8 m/s²）；

  • ℎ：液位高度（单位：m）。

通过测量液体底部的静压，结合已知的液体密度，即可计算出液位高度。

一、静压式液位传感器的组成

  1. 压力敏感元件

    • 常用类型：扩散硅压阻式、陶瓷电容式、金属应变片式。

    • 作用：将压力信号转换为电信号。

  2. 信号处理电路

    • 对原始信号进行放大、温度补偿、线性化处理。

  3. 外壳与密封结构

    • 材质：不锈钢（如304/316）、聚四氟乙烯（PTFE）等，适应腐蚀性环境。

    • 防护等级：通常IP68（防水防尘）。

  4. 通气电缆或参考腔

    • 用于补偿大气压变化（敞口容器适用）。

二、主要特点

  1. 优点

    • 结构简单：无机械运动部件，可靠性高。

    • 安装灵活：可投入式、侧装或底部安装。

    • 适用广：适用于水、油、化工液体等多种介质。

    • 高精度：典型精度可达±0.1%~±0.5% FS。

  2. 局限性

    • 依赖密度：液体密度变化需手动修正（如温度影响密度）。

    • 不适用极端工况：如高粘度、易结晶或含固体颗粒的介质。

三、典型应用场景

  1. 敞口容器

    • 水塔、水库、污水处理池（需通气电缆补偿大气压）。

  2. 常压储罐

    • 燃油储罐、化工原料储罐（需防腐材质）。

  3. 河流/地下水监测

    • 投入式传感器直接浸入液体，长期稳定工作。

四、选型关键参数

  1. 量程：根据液位最大高度选择（如0-10m）。

  2. 介质兼容性：腐蚀性液体需选用316L不锈钢或PTFE涂层。

  3. 输出信号：4-20mA（工业常用）、RS485（数字通信）。

  4. 温度范围：介质温度和环境温度（高温需散热设计）。

  5. 防护等级：水下使用需IP68，防爆场合需Ex认证。

五、安装注意事项

  1. 投入式安装

    • 传感器需沉入底部，避免气泡或杂物覆盖探头。

    • 通气电缆需保持通畅（防止结露堵塞）。

  2. 侧装或法兰安装

    • 确保传感器膜片与液体充分接触，避免沉积物干扰。

  3. 密度校准

    • 不同液体需重新标定传感器参数（如密度变化10%可能导致误差5%）。

六、常见问题与解决

  • 问题1：液位读数漂移
    原因：温度变化导致密度变化或传感器零点漂移。
    解决：定期校准或选择带温度补偿的型号。

  • 问题2：腐蚀损坏
    原因：介质与传感器材质不兼容。
    解决：改用哈氏合金或PTFE衬里传感器。

七、与差压式液位传感器的区别

特性 静压式 差压式
适用容器 敞口容器 密闭容器（带压）
压力参考 单侧测压（参考大气压） 双侧测压（底部-气相压力）
安装复杂度 简单（无需引压管） 较复杂（需双法兰或引压管）

静压式液位传感器因其成本低、维护方便，在水处理和一般工业领域应用广泛，但需注意介质特性和环境条件对测量的影响。