【摘 要】液位开关，顾名思义，就是用来控制液位的开关，从形式上分为接触式和非接触式。外贴式超声波液位开关是一种新型非接触式液位检测报警装置。主要用于监测储罐和装置液面，实现上下限监测和报警，可适用于医药、石油、化工、电力、食品等行业的液位过程控制。相比于传统的液位开关，其不与介质接触的测量方式，不仅测量精度高，而且不用在容器壁上面开孔，不用动火，实现真正意义上的非接触式测量控制。
【关键词】外贴式超声波液位开关 非接触式 报警
1 组成及工作原理
外贴式超声波液位开关，由超声波传感器和控制器组成，利用超声技术检测罐内或装置内液位是否达到所设定液位的报警装置。
超声波传感器的功能是把接收到的电信号转换成声频信号的同时，又能吸收声频信号将其转换为电信号传送回来；控制器则是产生高频信号并激励超声波传感器产生一定强度的超声波，传输到罐壁内。这时，如果罐壁内有液位，超声波将透射入液体，反之，超声波就会沿罐壁内传输。
当传感器与控制器之间有液体时，声阻抗较小。在放大器的放大倍数足够大时，其输入与输出就形成一个正反馈的振荡回路，继电器释放，输出一个信号。当液位下降时，空气的声阻较大，放大器的正反馈就不存在，放大器输出端继电器R吸合，发出一个地位信号，以实现液位的高低报警。利用以上原理，检测接收超声波信号强度，即能准确判定液位是否到达，继电器输出相应的报警信号。
2 外贴式超声波液位开关的重要指标
2.1 基本参数
电源： DC 24V；
输出信号： 继电器输出（触点为无源节点）；
继电器容量： AC/DC 60V 0.5A；
重复性误差限：2mm；
可测壁厚：标准型最大50mm（超过50mm可选球罐专用型） ；
容器材质： 钢、不锈钢、玻璃、不发泡塑料等密实材料；
可测介质： 纯净液体、乳状液体、悬浮状液体；
环境温度： -50℃～+60℃（高温型使用最高温度为250℃） ；
环境湿度： 15%～100%RH；
电气接口规格：M20×1.5mm（其他可选）。
2.2 防爆型液位控制器
材质： 铸铝；外壳防护等级：IP65；
防爆标志： ExdmⅡCT6；
适用场所： 除煤矿外的其他爆炸性气体环境。
2.3 传感器（探头）
外壳材质： 不锈钢；
防爆标志： ExmbⅡCT4；
传感器安装方式： 罐壁外贴式（磁吸、粘接）。
3 外贴式超声波液位开关的优缺点
3.1 优点
（1）罐外安装，无需开孔、动火、清罐，对罐体无损伤，可在不停产的情况下安装和维修；
（2）采用非接触式测量方法，与介质的压力、比重、有无腐蚀性无关，适应介质的范围广；
（3）在储罐或装置壁外测量，对罐內或装置内介质不产生干扰，无污染、无泄漏、无腐蚀；
（4）可适用于有剧毒的、强腐蚀性等复杂工况，以及易燃易爆的危险场合；
（5）抗干扰能力强；
（6）功耗低，精度高，反应灵敏，稳定可靠；
（7）配有多种探头，既可测量常温罐，又可测高温罐（最高220℃）；
（8）适用于石化常压或高压罐及装置、对卫生要求严格的食品罐、医药卫生罐及强腐蚀性罐，是一种环保型仪表；
（9）调试、维护方便。
3.2 缺点
（1）与储罐和装置的壁厚有关，不适用于壁厚大于60mm的罐体；
（2）仅适用于罐壁为金属、玻璃、塑料等密实材质，除这些材质外的罐体不能采用外贴式超声波液位开关进行监测报警。
4 外贴式超声波液位开关的应用
外贴式超声波液位开关采用超声波检测技术，解决了传统的液位开关的不足，不受液体表面的泡沫、水汽的影响。侧贴式超声波液位开关利用超声波在罐壁介质中的余震信号，大幅度的提高了稳定性和穿透性，可适用于多种材料的容器，包括：合金钢、不锈钢、塑料、玻璃及各种合成材料。
外贴式非接触式超声波液位开关提供了容器尤其是高压、腐蚀、密闭容器物位测量的解决方案，将探头紧贴于容器外侧壁，不需要打孔，即可完成单点物位测量，这种技术不受介质压力、温度、泡沫、气体、反射系数等因素的影响，所以适用于医药、石油、化工、电力、食品等行业的各类液体液位工程控制，对于有毒的、强腐蚀危险品液体的检测，该产品更是理想的选择，可满足多种应用需求和适应各种恶劣环境。同时，具有极高可靠性，高稳定性。
外贴式超声波液位开关在一些老旧罐区及装置等改造项目中也起到了重要的作用。由于储罐及装置生产安装时间较早，并未设置高低液位报警装置，无法满足后期的工艺流程，以及对生产安全的要求，实现储罐、装置的液位监测及报警。这种情况下，最好的方案就是采用外贴式超声波液位开关。既减少了人工费用，降低了施工难度，又无需停产改造，不需动火，大大节约了成本，对日后的维护及维修带来了方便，实现了低成本高成效的目的。这也是外贴式超声波液位开关得到广泛应用的原因，为用户带来方便和安全。
石油生产中的物料是具有易燃易爆、腐蚀毒害等危险性，物质的这些潜在危险性决定了在生产、使用、储存、运输过程中必须严格加强管理，稍有不慎就会酿成事故，给人们的生命财产造成破坏和损失。随着国民经济的迅猛发展，对石油产品的需求量与日俱增，油品储罐也向着大型化方向发展。大型装置一旦发生故障，所带来的损失就会更加严重，甚至可能是灾难性的。因此，对罐区进行有效液位控制显得尤为重要。
5 结语
由于外贴式超声波液位开关具有安装简单、维修方便、安全可靠等很多优点，且作为一种理想的新型液位开关，在各行业的液位监测报警上的应用越来越广泛，也较好的实现了高低液位报警，保证了储罐和装置的安全，为石油化工等行业的生产提供了安全保障。
参考文献：
[1]刘志伟.全新概念的液位开关[J].仪表技术与传感器，1998（12）：48.
[2]张琳.ZWCK新一代智能外贴超声波开关[J].仪器仪表与应用，2004（4）：86.
