激光液位变送器技术指南

什么是激光液位变送器？

激光液位变送器也称为激光液位计。它是一种工业级精确、非接触式、不间断的实时物料高度监测设备，适用于物料和液体液位测量。激光水平仪利用半导体激光器发射连续或高速脉冲激光束。

激光束照射到被测物体表面并发生反射。反射光被激光接收器接收，接收器精确记录激光发射和接收之间的时间差，从而确定激光接收器到被测物体的距离。激光水平仪的工作原理与雷达/超声波液位传感器类似。

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激光液位变送器是一种非接触式水平测量设备。该产品功能强大、坚固耐用，具有优异的精度和稳定性，可实现对物料高度的精确、非接触式、不间断实时监测。其应用范围非常广泛，涵盖工业现场及生产过程、河流水位监测、物料高度监测等诸多场合。

特点
数据
应用

激光液位变送器主要特点：

丰富的输出接口：TTL、RS232、RS485、4～20mA、CANBUS、ModBus、0～5V、0～10V；
超宽供电电压：6～36V DC；
分辨率为0.1mm，单次采集精度优于1mm；
防护等级：IP67（防盐雾、防霉、防碰撞处理）；
内置过流自动恢复、防反接、防浪涌和防雷击保护；
非接触式测量技术，受工作环境影响小，易于安装、布局和后端控制；
在户外环境下，仍能保持较高的测量精度和可靠性；
传感器可加工成全密封结构，方便在恶劣环境下使用；
可采用车载电源和工业直流电源供电；
功耗稳定，功耗极低（无电流报警时，功耗小于1W）；
标准工业总线接口，配合操作系统软件可实现全方位工业自动化控制；
液位和物料高度监测；
可配备蓝牙、GPRS、WIFI、可充电锂电池等功能。

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激光液位变送器数据：

最短距离	0.05m
最长距离（室内）	10m 20m 40m 80m 200m
精度	±1毫米；单次测量精度优于1毫米
分辨率	0.1mm
输出频率	最高 8Hz
激光	可见光激光
激光等级	Ⅱ类安全激光
激光波长	635nm~650nm
光斑直径	10mm~10m
激光器寿命	>50000h
注意事项	请勿直视光束，避免接触激光，符合 EN60825-1:2003-10 标准
输入电压	DC6-36V
整机功耗	<1W
数字输出	RS485, RS232, TTL, CANBUS, ModBus
模拟输出	4-20mA, 0~5V, 0~10V
仪器尺寸	80mm63.4mm32mm
外壳材质	黑色阳极氧化铝
重量	200g
防护等级	IP67
工作温度	-15℃…+50℃
存储温度	-30℃……+70℃

激光液位变送器应用：

应用范围：

液态沥青、聚合反应釜（高压）、
反应釜（真空）、熔融玻璃、黑色金属和有色金属、
合金聚苯乙烯、尼龙、聚氯乙烯等芯块、滑石粉或石灰粉、
矿石、矿槽废石、干湿木屑；
采矿业、化工行业；
制药、造纸、塑料、石油天然气等高风险行业。

使用限制：雾天精度差或无法使用。

要素	影响测量范围的因素	影响测量范围的因素
目标表面	高反射率表面，例如反光板	暗淡或哑光表面，绿色或蓝色表面
空气颗粒	洁净空气	灰尘、雾、暴雨、暴雪
日光强度	黑暗环境	目标被强烈照射

粗糙表面：测量粗糙表面（例如石膏墙）时，请瞄准光滑区域的中心。
透明表面：请勿在透明物体表面进行测量，例如无色液体（如水）或玻璃（无尘）。
倾斜圆形表面：仅当目标区域足够大，能够容纳激光光斑时，才能进行测量。

激光液位变送器工作原理

激光液位变送器采用相位法激光测距技术。利用无线电频段的频率，对激光束进行幅度调制，测量调制光在测量线上来回传播时产生的相位延迟。然后根据调制光的波长，将该相位延迟转换为距离。也就是说，采用间接法测量光通过测量线所需的时间。

物料表面到被测物料表面的距离 D 与脉冲传播时间 T 成正比：

D=C×T/2

其中 C 为光速

已知空罐的距离 E，则液位 L 为：

L=E-D

根据用户设定的量程和满量程信息，处理器计算当前物料液位的百分比，然后按比例输出 4-20mA 或 0-5V 模拟信号、RS485 Modbus 数字信号以及报警继电器开关信号。

优点：

测量光束发散角小，指向性好；
测量范围广，可远距离测量，盲区小；
不受介质温度影响；
非侵入式测量，非接触式测量；
测量速度快，适用于快速变化的液位和物料液位测量；
操作简便，可编程测量；
测量精度高，适用于高要求项目；
分辨率比普通液位计高十倍；
光束角度小，适用于远距离定位和避障。

缺点：

易受测试带内光源干扰，易被暗物体吸收；
价格略高

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激光液位测量在工业应用中日益普及。激光液位测量的优势在于无需接触被测物料即可进行精确、简便的测量。即使是介电常数较低的物料，也能使用激光变送器轻松测量。

激光束非常窄（发散角<0.3°），在物料表面形成一个很小的光斑，即使在远距离测量时，光斑通常也小于30厘米。下图展示了在料仓上的典型安装方式。激光变送器通过旋转法兰安装在卷筒上，以确保与料仓底部精确对准。为了加强防护，还使用了防尘管。对于塑料应用，必须使用金属安装板或法兰，并确保它们与料仓正确接地，以消除静电积聚。

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为了合理利用水资源，实时检测各水域的水位尤为重要，因此对水位计的需求量巨大。

激光液位计是一种新型的测距设备，具有精度高、响应速度快、测量范围广、非接触式测量等优点，适用于我国河流、湖泊、水库、水利设施、船闸、城市供水等各种液位监测场合。

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测量储罐液位的方法有很多种，但激光液位测量正变得越来越普及。这是因为激光液位测量比其他方法更精确，而且安装和维护也更加简便。

激光液位测量的工作原理是：向储罐内的液体表面发射一束激光。激光束从液体表面反射回来，测量其返回传感器所需的时间。然后，利用该时间即可计算出储罐内的液位。

与其他方法相比，激光液位测量的优势之一是它不受液体温度或密度的影响。这意味着它可以用于测量性质差异很大的液体的液位，例如水和油。

激光液位测量的另一个优势是它不受储罐底部沉积物的影响。而其他方法，例如超声波液位测量，由于依赖声波来测量液位，因此可能会受到沉积物的影响。

激光液位测量比其他方法更容易安装。这是因为它没有移动部件，而且激光束可以通过罐顶的小孔照射。这意味着激光液位测量可以用于难以接近的储罐，例如地下储罐。

如果您正在寻找一种可靠且精确的储罐液位测量方法，激光液位测量是理想之选。