投入式水位传感器的工作原理
投入式水位传感器主要基于静压测量原理进行工作。通过将传感器置于储罐底部或特定的测量点，压力传感器的隔离膜片可进行连续压力测量。如果压力传感器位于测量区域的底部（例如位于储罐底部），则压力与其正上方液体的高度成正比。如果储罐为通风式，也可以将压力传感器配置为通气表压测量类型，利用电缆中的通风管来校正气压变化。
TE投入式水位传感器的产品组合特色
提供可配置选项
- 高强度不锈钢结构
- 通过 I 类 0 区 Exia IIB T4 Ga 认证
- 无内部 O 型环
- 雕刻外壳
- 压力范围高达 240 psi
- 电压或 4-20 mA 输出
- 压力精度为 +/- 0.1% FSO
- 电气接头处配有导管配件
- 兼容多种介质
液体介质相容性
雕刻外壳
储罐液位测量
投入式水位传感器的应用场景
- 地下水位
- 生物燃料
- 汽油与柴油燃料箱
- 肥料罐
- 灌溉设备
- 压载舱
- 油罐
- 废水渠
- 盐水储罐
- 抽水站
- 食品罐
- 混凝土大坝
- RV和海上储罐
如何计算液位压力
投入式液位传感器
储罐或液体的底部压力与液体的高度相关。该液位压力称为静水压力或水头压力。投入式液位传感器正是利用这一物理特性，通过测量液体底部的压力来精准换算出液位的高度。
静水压力的典型计量单位是用来衡量水柱高度的英寸、英尺或米。27.679 英寸水柱 (WC) 大致相当于100°F下的1PSI。
水的体积或者储罐或容器的形状不会影响静水头压力；影响压力的是高度。无论是在庞大的水体中还是在一小桶水中，只要深度同为27.679 英寸，投入式水位传感器感应到的压力都是相同的。
现代PLC和HMI可以通过输入储罐的几何形状和液体比重来计算储罐的液位。水在 100°F (37.8°C) 下的密度 = 每立方英尺 60.00 磅。您在以下示例中可以看到，水柱产生的压力只取决于水柱的高度，而与所涉及的体积无关。
示例：
（储罐高度（英寸）/27.68英寸水柱）x 液体密度 = 以 PSI 为单位的测量范围
35英尺深的储水罐（420英寸）
(420" / 27.68") x 1.00 = 15.17 PSI
35英尺深的柴油储罐（420英寸）
(420" / 27.68") x 0.833 = 12.64 PSI
通过上述示例可见，由于柴油密度小于水，在相同深度下，投入式液位传感器所承受的压力更小，因此在选型时需要根据介质密度调整量程范围。
投入式水位（液位）传感器的典型机械安装指南
安装考虑因素
在考虑如何安装投入式水位传感器时，需要综合评估应用环境的因素。下图展示了在储罐内使用刚性管安装AST4510投入式水位传感器的一种方法。AST4510在电缆连接基板提供了标准的1/2" NPT公端导管连接，便于工业化集成。
如果储罐内因采用入口/加注管或使用搅拌器而使液体涌动，可以为投入式水位传感器的电缆安装刚性塑料或金属导管，这种保护措施可以有效防传感器在储罐内移动，确保测量数据的稳定性。在船运、铁路运输等移动应用中，或者需要在不同地点之间运输储罐时（例如施工场地使用的燃油储罐、用于工业处理的化学品容器或井场注入化学品），这种加固安装形式最为常见。
投入式水位传感器的密封与接线细节
在安装过程中，将电缆上的导管安装到储罐顶部的塞子上。常用的方案是采用一个接头，该接头以螺纹方式连接1.5" NPT内螺纹塞子，并具有用于连接刚性导管的1/2" NPT内螺纹（针对不同的应用提供了其他塞子尺寸）。然后，电缆从储罐引出，用线夹固定并连接至控制箱。可以在接线盒使用相同的电缆夹，确保投入式水位传感器电缆内部的通风管不受干扰。如果涉及危险环境，应在非危险区域中进行接线，并与本安型安全栅相连。
防堵塞设计与偏移量计算
在该安装示例中，应在接线盒底部保留通气孔，以防止进水。在该应用中，将投入式水位传感器安装在储罐底部的基板上方。储罐底部经常会堆积沉积物和淤泥，因此预留了100毫米的高度以确保过程连接不会随着时间的推移发生堵塞。传感器的隔离膜靠近六角过程连接的顶部，因此客户可以计算对于空储罐的偏移量。另一个选项是采用齐平膜投入式液位传感器，比如AST4520。
无线集成与低功耗优势
另一种高效的应用方案是将投入式水位传感器直接安装到位于储罐顶部的本安型无线电装置中。这种方式因为减少了所需电缆并缩短了安装时间，所以可降低传感器的成本。由于电缆更短，当系统采用电池供电时，TE提供的投入式水位传感器还能够以很低的功耗提供电压输出信号。低电流消耗意味着电池寿命更长并且所需维护更少。
投入式水位传感器具有高性价比，提供出色的液体相容性，没有反射或泡沫问题，并可以为电池供电的应用降低电流消耗。淡水、柴油储罐和化学品容器都可以使用投入式水位传感器进行液位监测。
