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生變化，然后引起電容發生變化。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中傳播。它傳播的相位、頻率、速度還有衰減度都會受到介質性質的有關影響，所以呢，它可以根據超聲波的某些傳播性質與液體密度之間的相應關系來測量液體的密度。它主要的優點有：它可以實現非接觸的測量，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中存有雜質，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的時候，需要考慮介質粘度的有關影響；它會使某些測量導致不穩定。

音叉式液體密度傳感器

它是根據在液體中，質量小的音叉振動時，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因數。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，隨著系統的固有頻率而振動，而系統的固有頻率僅僅跟系統中的等效彈性系數和等效質量有關。諧振式液體密度傳感器測量原理則是通過系統中的液體和彈性敏感元件相接觸導致系統的等效質量的改變，造成系統的固有頻率發生變化。根據測量系統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定性；它需要放射性射線源。

它的優點就是：傳感器對液體的流動沒有產生阻力，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流動的液體的平均質量密度。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。