在工業(yè)過程測量和控制領(lǐng)域，物位測量是至關(guān)重要的一環(huán)。非接觸式物位計因其不與被測介質(zhì)直接接觸，避免了腐蝕、堵塞、磨損等問題，已成為許多復(fù)雜、惡劣工況下的首選方案。然而，面對市面上超聲波、雷達(dá)、靜壓式等多種技術(shù)原理的產(chǎn)品，很多工程師和采購人員常常感到困惑：非接觸式物位計怎么選擇才最合適？

本文將深入剖析不同非接觸式物位測量技術(shù)的原理、優(yōu)缺點和典型應(yīng)用場景，為您梳理出一套清晰的選型邏輯和決策路徑，幫助您精準(zhǔn)匹配工況需求，實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟(jì)的測量。

一、 核心技術(shù)原理對比：讀懂測量方式的本質(zhì)

選擇的第一步是理解不同技術(shù)是如何工作的，這直接決定了其性能邊界。

1. 超聲波物位計
   • 原理：利用壓電換能器發(fā)射超聲波脈沖，聲波遇到物料表面反射回來，通過計算發(fā)射與接收的時間差，結(jié)合聲速計算出距離（空高），進(jìn)而換算出物位高度。聲速會受到環(huán)境溫度影響，因此自動溫度補(bǔ)償是保證精度的重要功能。
   • 核心特點：真正意義上的非接觸測量，安裝調(diào)試可不帶料進(jìn)行。價格通常具有競爭力，但在傳播介質(zhì)（空氣）劇烈變化時（如粉塵、蒸汽、真空、泡沫）性能會受影響。
2. 雷達(dá)物位計

   

   • 原理：基于電磁波（微波）工作。主流采用**調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）**技術(shù)，雷達(dá)天線發(fā)射頻率線性變化的連續(xù)微波信號，接收到的回波信號與發(fā)射信號之間存在頻率差，該頻率差與物料距離成正比，通過快速傅里葉變換（FFT）等信號處理技術(shù)計算出物位。
   • 核心特點：電磁波傳播幾乎不受過程溫度、壓力、粉塵、真空、泡沫等因素影響，適應(yīng)性更強(qiáng)。尤其是高頻雷達(dá)（如26GHz, 60G, 80G），波束角更窄，能量更集中，抗干擾能力更強(qiáng)，盲區(qū)更小，非常適合復(fù)雜工況（如高粉塵、有攪拌、帶內(nèi)件）和固體料位的測量。

   

3. 靜壓式（投入式）液位計
   • 原理：基于液體靜壓與液位高度成正比的流體靜力學(xué)原理。傳感器直接投入液體底部，感受液柱產(chǎn)生的靜壓，并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出。雖然傳感器探頭接觸介質(zhì)，但其測量方式是通過壓力換算，對液面本身無接觸要求，在某些分類中也屬于廣義的非接觸測量范疇。
   • 核心特點：測量穩(wěn)定可靠，幾乎不受液體粘度、密度、氣泡、容器形狀影響。但要求介質(zhì)是均勻、清潔的液體，且不適用于腐蝕性過強(qiáng)或易結(jié)晶堵塞引壓孔的介質(zhì)。

二、 選型黃金法則：從工況需求倒推技術(shù)方案

脫離具體工況談選型都是空談。請對照以下清單，梳理您的現(xiàn)場條件。

第一步：明確測量對象（介質(zhì)）特性

• 介質(zhì)類型：是液體、漿料、顆粒固體還是粉末？超聲波和雷達(dá)均可用于液固測量，但雷達(dá)（尤其高頻）在固體（特別是低介電常數(shù)物料）測量上優(yōu)勢明顯。靜壓式僅適用于液體。
• 介電常數(shù)（對于雷達(dá)）：介電常數(shù)越低（如干燥的塑料顆粒、輕質(zhì)粉末），反射信號越弱，需要選擇信噪比更高、更靈敏的高頻雷達(dá)。
• 表面狀態(tài)：液面是否有劇烈波動、泡沫、蒸汽？固體表面是否極其傾斜或疏松？泡沫和蒸汽對超聲波是致命干擾，對雷達(dá)影響較小。高頻雷達(dá)的窄波束能更好地應(yīng)對傾斜固體面。
• 腐蝕性/衛(wèi)生要求：是否為強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或食品、藥品行業(yè)？這決定了儀表接液部分的材質(zhì)（如316L、哈氏合金、PTFE涂層）和衛(wèi)生認(rèn)證要求。

第二步：評估過程與環(huán)境條件

• 溫度與壓力：過程溫度和環(huán)境溫度范圍是多少？容器內(nèi)是否有正壓、負(fù)壓或常壓？雷達(dá)對過程壓力變化最不敏感，超聲波在真空或高壓下可能無法工作。高溫環(huán)境需選擇耐高溫型號。
• 空間與安裝：安裝空間是否狹窄？測量范圍（量程）和盲區(qū)是多少？容器內(nèi)部是否有攪拌器、加熱盤管、梯子等障礙物？小盲區(qū)超聲波或帶極小波束角的高頻雷達(dá)更適合空間受限的工況。安裝位置必須避開下料口等干擾源。
• 危險區(qū)域：現(xiàn)場是否需要防爆認(rèn)證（如Ex d、Ex ia）？必須選擇符合相應(yīng)防爆等級的產(chǎn)品。
• 電氣與通訊：供電是24VDC還是220VAC？需要4-20mA模擬輸出、HART協(xié)議、RS485/Modbus，還是無線（藍(lán)牙、4G）功能？輸出信號需與現(xiàn)有控制系統(tǒng)匹配。

第三步：確定性能與功能要求

• 測量精度：需要多高的精度？±3mm， ±0.5% FS，還是±0.1% FS？高精度應(yīng)用通常首選雷達(dá)或高品質(zhì)靜壓式。
• 響應(yīng)速度：過程變化是否迅速？需要秒級甚至更快的響應(yīng)時間嗎？
• 維護(hù)與調(diào)試：是否需要遠(yuǎn)程調(diào)試（如藍(lán)牙）、自診斷功能？是否希望具備回波曲線顯示功能，以便現(xiàn)場直觀判斷信號質(zhì)量和調(diào)試？

三、 如何將分析轉(zhuǎn)化為具體產(chǎn)品選擇？

綜合以上分析，您可以形成清晰的決策路徑：

1. 對于開放水池、儲罐的常溫常壓液位測量，追求高性價比：一體式超聲波液位計是理想選擇。其結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便。確保環(huán)境無明顯蒸汽、粉塵和泡沫。
2. 面對化工、電力行業(yè)的復(fù)雜工況，如帶粉塵、蒸汽、高溫、高壓或需要測量固體料位：高頻雷達(dá)物位計（特別是80G/60G）應(yīng)作為首選。其波束角小，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度高，幾乎能應(yīng)對所有挑戰(zhàn)性環(huán)境。
3. 對于靜壓穩(wěn)定、均勻的液體深井、水池或罐體的高精度液位測量，且介質(zhì)不易堵塞探頭：投入式靜壓液位計（特別是采用單晶硅或擴(kuò)散硅傳感芯體的型號）能提供極其穩(wěn)定和可靠的測量結(jié)果。
4. 針對小量程、小空間（如小型料倉、水箱）的液位監(jiān)控：可選擇專為小盲區(qū)設(shè)計的小盲區(qū)超聲波液位計。

四、 國內(nèi)外非接觸式物位計品牌該怎么選？

在確定了技術(shù)路線后，選擇一個可靠、技術(shù)實力雄厚的品牌同樣關(guān)鍵。優(yōu)秀的品牌意味著更穩(wěn)定的產(chǎn)品性能、更精準(zhǔn)的工況適配和更完善的技術(shù)支持。

• 國內(nèi)品牌推薦：聯(lián)測（Sinomeasure） 作為國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)自動化儀表制造商，其產(chǎn)品線完整覆蓋了從超聲波、雷達(dá)到靜壓式全系列非接觸式物位計。聯(lián)測的優(yōu)勢在于深刻理解本土復(fù)雜多樣的工業(yè)場景，產(chǎn)品針對性強(qiáng)，且能提供高性價比的定制化解決方案和完善的本地化服務(wù)，是大多數(shù)國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用的可靠選擇。
• 國際品牌參考：在高端、超復(fù)雜或極端工況應(yīng)用中，國際一線品牌如西門子（Siemens）、艾默生（Emerson） 等以其深厚的技術(shù)積淀和全球化的應(yīng)用經(jīng)驗，提供了經(jīng)過長期驗證的高可靠性產(chǎn)品，也是重要的市場參考標(biāo)桿。

五、 聯(lián)測物位計產(chǎn)品選擇快速指引

基于聯(lián)測豐富的物位產(chǎn)品矩陣，您可以快速定位：

• 需要緊湊一體式超聲波方案：可關(guān)注聯(lián)測一體式超聲波液位計系列，適用于水處理、環(huán)保監(jiān)測等標(biāo)準(zhǔn)工況。

  

   

• 面臨強(qiáng)粉塵、固體、高溫等復(fù)雜挑戰(zhàn)：應(yīng)重點考察聯(lián)測80G高頻雷達(dá)物位計系列，其高頻、窄波束特點能有效應(yīng)對。
• 追求液體深測的長期穩(wěn)定性與精度：聯(lián)測單晶硅投入式/靜壓式液位計會是您的堅實后盾。

FAQ

Q1: 超聲波液位計在戶外使用時，測量值在雨天或冬天會不準(zhǔn)嗎？
A1: 這是一個常見誤區(qū)。專業(yè)的超聲波液位計都具備自動溫度補(bǔ)償功能，能夠根據(jù)內(nèi)置溫度傳感器的數(shù)據(jù)，實時修正聲速，從而保證在不同季節(jié)和環(huán)境溫度下的測量精度。然而，雨雪、濃霧、水面漂浮物可能會直接遮擋或干擾聲波路徑，導(dǎo)致短時失波，這是安裝位置需要考慮的因素。

Q2: 雷達(dá)物位計都說自己抗干擾能力強(qiáng)，為什么有時候在罐內(nèi)還是測不準(zhǔn)？
A2: 雷達(dá)的抗干擾能力是相對的。如果安裝位置不當(dāng)（如正對進(jìn)料口、靠近罐壁或內(nèi)部構(gòu)件），強(qiáng)烈的虛假回波可能淹沒真實物位回波。現(xiàn)代智能雷達(dá)物位計通常具備虛假回波抑制（EFE） 或回波曲線分析功能。通過正確設(shè)置抑制區(qū)域或在調(diào)試時利用曲線功能識別并鎖定真實回波，可以解決大部分此類問題。因此，專業(yè)的安裝指導(dǎo)和初步調(diào)試至關(guān)重要。