附件C: 譯文

無線液位測量技術

摘要：本文介紹最近發(fā)展起來一種用于液位測量的無線測量采集系統(tǒng)的應用，它能彌補當前正在使用的許多液位測量方法的不足，包括：液位傳感器的適用性受限，需要為每個傳感器提供動力，傳感器之間必需要通過物理聯(lián)結才能獲取測量結果，以及需要給每個傳感器配備數(shù)據(jù)通道和信號調節(jié)器。導線的使用同樣導致其他的缺點，例如，增加或替換傳感器的工作量，負荷增加，潛在導線的電弧放電和老化問題。液位傳感器是一個簡單的無源電感-電容電路，它不易受機械故障的影響，但如果系統(tǒng)使用浮子和桿臂則有可能遭受影響。振動的磁場為傳感器提供動力。一旦電路被激勵，傳感器產生磁場感應。感應頻率相當于電容內液體電場的總和。改進傳感器的設計，使其可用于任何液體或能貯存在絕緣貯罐內的非氣態(tài)流體的液位測量。論文還介紹傳感器用于腐蝕性、酸性或低溫液體的方法。同時介紹極低液位的測量方法，當傳感器完全浸沒于液體和沒有浸在液體時，通過調整傳感器的特性來實現(xiàn)。并討論在鹽酸、液態(tài)氮、糖、泥沙、氨水、漂白劑、水、海水、油及透射液液位測量的結果。
關鍵詞：磁感應傳感器；液位傳感器；無線；低溫


1、 引言
本文介紹一種無線液位測量技術，使用簡單且與當前的方法相比有許多優(yōu)勢，目前使用的測量方法有基于流體靜壓、外觀檢測（如通過容器壁上的觀察玻璃或在容器中插入測深尺來人工讀取）、浮子、超聲波、纖維光學或專用電容的[1-7]。本論文中提出的方法可以測量任何電介質不變的流動物質的液位（如液體、無固定形狀的物質、顆?；蚍勰Ｒ何粋鞲衅髟O計成一個磁感應傳感器。磁感應傳感器是一類通過振蕩磁場和與自身磁場作用的電磁感應來提供電能的傳感器，其自身磁場特性取決于可被測量的物理特性[7-9]。文獻[7-9]描述磁場響應傳感器動力提供及取得測量值的方法。該傳感器是一個無源電路，不需要物理或電氣聯(lián)結到電源或測量捕獲裝置。它可用于例如腐蝕性、酸性、高溫、低溫及高壓等工況。
當需要廣泛用于嚴酷條件如低溫、酸性、腐蝕性或高溫液體時，其他的液位測量方法都有其局限性，機電液位測量系統(tǒng)，例如浮子式，必須考慮測量系統(tǒng)的重量和體積。外觀檢測的方法要求液體容器蓋是打開的，因此如果所測量的液體其蒸汽是不能釋放到大氣中的，那么這種方法就不適用。
超聲波液位測量法是一種非接觸式方法[1]。所有的測量值都能在容器之外獲得。超生波法不適合用在有氣泡的液體或沒有聲音反射面的容器。進一步地，容器內部的一些結構例如緩沖裝置會驅散聲波[1]。貯罐有外壁的，如雙殼油輪或飛機前起落架，超聲波測量在這些情況下也不適用。聲音信號從液面上的空氣/蒸汽進入液體時，密度的變化會導致測量誤差的產生。在機械阻尼系數(shù)高的物質中使用這些