好的，我们来详细介绍一下投入式液位计的种类和接线方法。

一、 投入式液位计的主要种类

投入式液位计主要基于测量传感器探头所处位置的静水压力来换算液位高度（液位高度 = 静水压力 / (液体密度 × 重力加速度)）。根据测量原理和结构，主要分为两大类：

1. 静压式投入液位计 (最主流和常见):

   • 工作原理: 核心是位于探头底部的压力传感器。探头通常包含一个不锈钢膜片。膜片感受到液体静压力，并将其通过内部的传感元件（如压阻硅片、陶瓷电容、扩散硅等）转换为电信号（通常是毫伏级或微弱的电流信号）。
   • 关键特征:
     • 探头直接接触被测液体。
     • 测量的是探头位置以下液柱产生的静压力。
     • 需要知道液体密度（或比重）进行精确换算。密度变化会影响测量精度。
     • 电缆内/探头内置信号调理电路（变送器）：将敏感元件的微弱信号放大、线性化、温度补偿并转换成标准工业信号输出（如 4-20mA, 0-5V, 0-10V, RS485 Modbus 等）。这是现代投入式液位计的标配，早期产品可能需要单独外接变送器。
   • 形式细分 (根据探头和电缆是否一体):
     • 一体式投入液位变送器： 压力传感器和信号处理电路（变送器部分）都封装在不锈钢探头内或靠近探头的电缆头部。整个探头电缆组件就是一个完整的测量单元，输出标准信号。最常见。
     • 分体式投入液位计 (较少见)： 只有传感器探头通过专用（通气）电缆与分离安装的信号变送器连接。变送器安装在仪表柜或现场箱内。

2. 导波雷达式投入液位计（也称为缆式或探棒式导波雷达）：

   • 工作原理: 虽然也以“投入”方式安装，但其原理与静压式完全不同。它利用时域反射（TDR） 原理。探头由一根金属缆绳（钢缆/棒）构成，既是波导杆也是天线。仪表头部发射电磁波脉冲，沿波导杆向下传播。当脉冲遇到液体表面时（介质介电常数剧变点），部分能量被反射回来。仪表测量脉冲发射到接收的时间差，即可计算液面高度。
   • 关键特征:
     • 非接触式测量介质表面： 波导杆接触液体（浮顶罐除外），但测量本身基于微波反射。
     • 与密度、压力、温度、气泡、蒸汽、粉尘等基本无关： 测量稳定性好。
     • 适用于非导电介质（如油类、溶剂等），也适用于导电介质（如水等）。
     • 波导杆长度是关键： 决定了最大量程。过长可能导致摆动影响测量。
     • 探头（波导杆）和电子单元（含变送器）通常一体封装。输出标准信号。
   • 为什么归入投入式？ 因为其探头（波导杆）需要浸入液体或插入到容器底部，安装形态上与静压式投入液位计类似。

简单对比总结：

二、 投入式液位计的接线方法（以最常见的静压式一体变送器为例）

重要前提：

1. 仔细阅读产品说明书！ 不同厂家、型号的端子定义、颜色可能略有不同。说明书是最高指导。
2. 确认电源要求和信号类型： 是两线制4-20mA？三线制电压输出？带HART？Modbus RS485？两线制最为普遍。
3. 断电操作！ 在接线前务必断开电源，确保安全。
4. 确认电缆接口： 投入式液位计的电缆末端接口类型（如M12, M16, M20, 1/2” NPT, G1/2等）需要匹配现场的电缆接头或接线盒。

接线通用步骤（两线制 4-20mA 带 HART 最常见）

1. 准备工具和材料： 剥线钳、螺丝刀（或端子工具）、万用表（可选，用于检查）、防爆接头（若用在防爆区）、导线（通常要求截面积 >= 0.75mm² ~ 1.0mm²）、电缆接头（适配液位计尾部接口）。
2. 连接电缆接头到液位计尾部：
   • 将液位计尾部的电缆穿入与仪表接口规格匹配的电缆接头（PG密封接头、M接头等）的锁紧螺母、橡胶密封圈（胶圈）。
   • 将电缆适当剥开（长度根据接头内部空间决定），露出内部导线芯线（通常两根：电源+/信号+ 和 电源-/信号-）。
   • 使用冷压端子（针形/叉形）或直接将线芯连接到电缆接头内部的接线端子上（如有）。
   • 按照接头说明书要求旋紧压环或螺母，确保电缆被牢固夹紧且密封（防水防尘）。如果是潜水型，此处密封至关重要。
3. 连接至供电/显示/控制系统：
   • 最简系统（现场指示）： 连接至两线制回路供电的显示表头（如指针表、数显表）。
   • 常见工业系统： 连接至DCS/PLC 的模拟量输入卡件(AI) 或 远程 I/O。
   • HART通信： 如需通过 HART 手操器进行设置或诊断，手操器可以并联在回路中任何位置（通常在控制室的安全区域）。
   • 回路供电要求： DCS/PLC/安全栅 的 AI 卡件必须能提供 15-30 VDC 左右的直流电源并限制电流在安全范围内。
   • 端子接线：
     • 液位计电缆的两根线（通常标记或定义为）: V+/S+ (电源正极/信号正极), V-/S- (电源负极/信号负极)。
     • DCS/PLC AI卡件（两线制输入）：
       • AI+ (或 +) 端子 --> 连接液位计的 V+/S+ 线。
       • AI- (或 RET) 端子 --> 连接液位计的 V-/S- 线。
     • 显示表头（两线制）： 同理。
     • 回路中如有HART手操器或信号隔离/安全栅： 参考其说明书，同样是串联或并联在电源回路中。

接线示意图 (典型两线制)

 [24VDC+ (15-30VDC) from PSU/Barrier] -----------> (+)
                                                      |
    [DCS/PLC AI Card]                                 |
        (AI+) ------------------------> |--- (V+/S+)液位计 (探头)
        (AI-) 或 (RET) ----------------> |--- (V-/S-)液位计 (探头)
                                                      |
 [24VDC- / COM] --------------------------------------(-)

(+): 来自电源/隔离栅/卡件的正端输出 (-): 来自电源/隔离栅/卡件的负端/公共端 AI+, AI-： DCS/PLC卡件的模拟量输入端子。 V+/S+, V-/S-： 液位计电缆中的两根导线。

防爆区域接线注意事项

• 必须使用符合防爆等级的防爆电缆接头（如隔爆型 Ex d, 增安型 Ex e）连接液位计尾部。
• 仪表电缆（或连接到安全栅后的电缆）需为阻燃/耐火电缆。
• 整个回路需要在控制室或安全区设置安全栅（本质安全型 i 需要）或采用隔爆型解决方案（d），具体根据仪表防爆标志和区域划分决定。安全栅应放置在非危险区（控制室）一侧。
• 绝对禁止在危险区域（现场）带电开盖或接线！ 必须在安全区域断开电源或遵守防爆区域作业安全规程。

三、 接线常见问题和注意事项

• 线序错误： 正负接反可能导致仪表不工作或损坏。务必核对说明书定义。
• 供电电压不足或过高： 检查仪表要求的电压范围（常为 12-36VDC）和实际供电。
• 回路负载过大： 两线制仪表对回路总电阻（线阻 + AI卡输入电阻 + 安全栅电阻）有上限要求（如 600Ω @ 24VDC）。过大会导致信号低于20mA或无法驱动。计算检查回路电阻。
• 接线松动或接触不良： 导致信号波动或中断。
• 通气管堵塞 (仅限静压式且带通气参考)： 如果是使用通气管方式补偿大气压（探头电缆内有小通气孔或外接参考管），必须确保通气管畅通无阻，连接到大（通常连接到探头尾部或沿电缆到变送器），且不能被液体进入或结冰堵塞。否则测量值会失真。
• 液体密度设定： 静压式液位计的变送器必须正确设定被测液体的密度参数，否则换算出的液位不准。
• 零点迁移（液位零点）： 安装后通常需要根据实际安装高度进行零点调整（归零）。有调零按钮的现场可调，无按钮的通过HART或上位机软件设置。

总结

投入式液位计主要分为静压式和导波雷达式两种。静压式最常见，依赖液体密度；导波雷达式精度更高且受密度影响小，但成本略高。接线核心是针对静压式一体变送器的两线制4-20mA回路：仪表尾部通过防水接头引出两根线（V+/S+, V-/S-），分别连接到电源正极输出端（如DCS的AI+）和电源返回端（如DCS的AI-），构成完整的供电和信号传输回路。切记阅读说明书、断电操作、防爆区遵守安全规程。