液體密度傳感器的工作原理和應用

更新時間：2025-06-11

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液體密度傳感器就是指可以感受得到液體密度的，并且可以把它轉換成為可以利用的輸出信號的傳感器。

液體密度傳感器可以分為六類：電容式、超聲波式、音叉式、諧振式、射線式和振動管式液體密度傳感器。

電容式液體密度傳感器

它是根據(jù)在不相同的待測液體中，標準物體的浮力的不同，這樣就會導致跟標準物體連接起來的電容的兩個極板間的距離發(fā)生變化，然后引起電容發(fā)生變化。因為不同的液體密度傳感器適用的場合不相同，所以在實際應用的時候，應該要視所要測量的液體的性質(zhì)還有對測量精度的要求等等的情況而選擇適合的傳感器。

超聲波密度傳感器

它的超聲波的頻率是高于20kHz的機械波和超聲波只可以以縱波的形式在液體介質(zhì)中傳播。它傳播的相位、頻率、速度還有衰減度都會受到介質(zhì)性質(zhì)的有關影響，所以呢，它可以根據(jù)超聲波的某些傳播性質(zhì)與液體密度之間的相應關系來測量液體的密度。它主要的優(yōu)點有：它可以實現(xiàn)非接觸的測量，測量精度比較高，響應比較快；而且它沒有運動的部件，所以測量的穩(wěn)定性比較好；它沒有放射性，對人體是沒有害的。而它的缺點就是液體介質(zhì)中存有雜質(zhì)，例如，泡泡可以導致超聲波信號衰減嚴重；在精度測量粘性的介質(zhì)的時候，需要考慮介質(zhì)粘度的有關影響；它會使某些測量導致不穩(wěn)定。

音叉式液體密度傳感器

它是根據(jù)在液體中，質(zhì)量小的音叉振動時，它的固有的頻率的變化，這樣來測量液體的密度的。要得到高精度測量的結果，就需要檢測諧振頻率的時候，變化很微小，所以需要合理地設計振動單元，讓振動單元可以得到一個比較高的機械品質(zhì)因數(shù)。音叉通常用玻璃或者不銹鋼制成。

諧振式液體密度傳感器

諧振式測量原理是根據(jù)諧振子的振動的特性來工作的。在工作過程中，諧振子能夠等效地作為一個單自由度的系統(tǒng)，隨著系統(tǒng)的固有頻率而振動，而系統(tǒng)的固有頻率僅僅跟系統(tǒng)中的等效彈性系數(shù)和等效質(zhì)量有關。諧振式液體密度傳感器測量原理則是通過系統(tǒng)中的液體和彈性敏感元件相接觸導致系統(tǒng)的等效質(zhì)量的改變，造成系統(tǒng)的固有頻率發(fā)生變化。根據(jù)測量系統(tǒng)的固定頻率的變化就可以知道待測液體的密度。

射線式液體密度傳感器

射線式液體密度傳感器的主要缺點是：它的分辨力不是很高；它需要有一個比較長的時間得穩(wěn)定性；它需要放射性射線源。

它的優(yōu)點就是：傳感器對液體的流動沒有產(chǎn)生阻力，對流量的大小也是沒有限制的，而且它可以測量多相液體的密度；它在測量時是不接觸待測的液體的，所以它能夠實現(xiàn)非接觸測量。

振動管式液體密度傳感器

振動管式液體密度傳感器可以合理地安排驅動部件，能夠讓管在同一個平面里面振動，它所測得的密度就是在管內(nèi)流動的液體的平均質(zhì)量密度。它所使用的敏感元件就是振動長管，它的長度大概是管徑的20倍。