這是一個(gè)在工業(yè)自動(dòng)化中非常重要且常見(jiàn)的問(wèn)題。液位計(jì)，尤其是基于微弱電信號(hào)的類(lèi)型（如雷達(dá)、電容、射頻導(dǎo)納等），其電磁屏蔽和接地是保證測(cè)量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。以下是液位計(jì)電磁屏蔽和接地要求的詳細(xì)說(shuō)明：

一、 為什么需要電磁屏蔽和接地？

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)充滿(mǎn)了電磁干擾源，如變頻器、大功率電機(jī)、無(wú)線設(shè)備、開(kāi)關(guān)電源等。這些干擾會(huì)導(dǎo)致液位計(jì)出現(xiàn)：

信號(hào)波動(dòng)/跳變：顯示值不穩(wěn)定。

測(cè)量誤差：顯示值與實(shí)際值存在固定或隨機(jī)偏差。

通信中斷：與控制系統(tǒng)（如PLC/DCS）的通信時(shí)斷時(shí)續(xù)。

完全失效：強(qiáng)烈的干擾可能導(dǎo)致儀表死機(jī)或損壞。

屏蔽的作用是構(gòu)建一個(gè)金屬“堡壘”，將外部電磁干擾阻擋在外，同時(shí)防止儀表自身的信號(hào)向外輻射。

接地的作用有兩個(gè)：

安全接地：將設(shè)備外殼接入大地，防止因絕緣損壞導(dǎo)致外殼帶電，造成人身觸電事故。

信號(hào)接地/工作接地：為屏蔽層和內(nèi)部電路提供一個(gè)零電位參考點(diǎn)，將屏蔽層上感應(yīng)的干擾電流順暢地導(dǎo)入大地，而不是串入信號(hào)電路。

二、 電磁屏蔽要求

屏蔽體完整性：

儀表本身的傳感器和變送器外殼應(yīng)設(shè)計(jì)為連續(xù)的金屬殼體（如鑄鋁、不銹鋼），縫隙要盡可能小。

外殼的蓋板、接口等連接處應(yīng)保證良好的金屬與金屬接觸，必要時(shí)使用導(dǎo)電襯墊（如金屬絲網(wǎng)襯墊、導(dǎo)電橡膠）。

電纜屏蔽層：

必須使用屏蔽電纜。這是最關(guān)鍵的一環(huán)。通常選擇銅絲編織或鋁箔復(fù)合屏蔽的電纜。

屏蔽覆蓋率：屏蔽層的覆蓋率越高越好，通常要求達(dá)到85%以上，以確保無(wú)屏蔽盲區(qū)。

屏蔽層類(lèi)型：對(duì)于高頻干擾（如變頻器、雷達(dá)波），編織網(wǎng)屏蔽效果優(yōu)于鋁箔屏蔽。最優(yōu)選擇是“鋁箔+編織網(wǎng)”的雙重屏蔽電纜。

屏蔽層的連接：

電纜屏蔽層必須在兩端都與連接器的金屬部分360°全圓周緊密接觸。

使用金屬電纜接頭（格蘭頭），擰緊后其金屬部分應(yīng)能緊緊壓住電纜的屏蔽層，形成可靠的電氣連接。避免使用塑料接頭。

屏蔽層絕對(duì)不允許只連接一端而另一端懸空，懸空端會(huì)變成天線，引入更嚴(yán)重的干擾。

三、 接地要求

接地是發(fā)揮屏蔽作用的前提，如果接地不良，再好的屏蔽也無(wú)效。

1. 安全接地 

目的：保護(hù)人身和設(shè)備安全。

方法：

通過(guò)儀表外殼上的專(zhuān)用接地端子（通常標(biāo)有 PE 或接地符號(hào) ?），用黃綠色導(dǎo)線連接到工廠的安全接地網(wǎng)。

接地線應(yīng)盡可能短而粗，連接牢固，接觸電阻小。

對(duì)于安裝在金屬容器或管道上的液位計(jì)，如果保證了大面積、低電阻的金屬接觸，其本身可通過(guò)安裝支架實(shí)現(xiàn)安全接地，但最好還是單獨(dú)引一根接地線。

2. 信號(hào)接地 / 屏蔽層接地

這是技術(shù)核心，方法取決于儀表類(lèi)型和系統(tǒng)架構(gòu)。

原則：?jiǎn)吸c(diǎn)接地 是首選，以避免“地環(huán)路”問(wèn)題（不同接地點(diǎn)之間的電位差形成回路電流，引入干擾）。

具體實(shí)施方法：

a) 在控制室/系統(tǒng)柜端接地（最常用、最推薦）

場(chǎng)景：液位計(jì)的模擬信號(hào)（4-20mA）或數(shù)字信號(hào)（HART/Profibus-PA等）接入控制系統(tǒng)的I/O模塊或安全柵/隔離器。

方法：

電纜屏蔽層在控制系統(tǒng)機(jī)柜側(cè)進(jìn)行統(tǒng)一接地。

在機(jī)柜內(nèi)，將所有信號(hào)電纜的屏蔽層連接到專(zhuān)用的“屏蔽接地匯流排”上。

該匯流排再通過(guò)足夠粗的導(dǎo)線（≥16mm2）單點(diǎn)連接到工廠的儀表信號(hào)接地網(wǎng)。

液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)側(cè)：屏蔽層不接地，用絕緣膠帶包好，防止接觸到任何金屬體。儀表本身通過(guò)外殼實(shí)現(xiàn)安全接地。

b) 在液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)端接地

場(chǎng)景：當(dāng)液位計(jì)本身設(shè)計(jì)有屏蔽接地端子，且控制室側(cè)無(wú)法提供良好的接地點(diǎn)時(shí)（較少見(jiàn)）。

方法：

電纜屏蔽層在液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)端，連接到儀表的屏蔽接地端子。

該端子再通過(guò)短而粗的導(dǎo)線連接到本地接地樁，這個(gè)接地樁必須與動(dòng)力設(shè)備的接地（如大電機(jī)）分開(kāi)，最好是獨(dú)立的儀表接地。

控制室側(cè)：屏蔽層不接地，做絕緣處理。

c) 特殊情況：兩端接地

場(chǎng)景：僅適用于當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)存在極高頻干擾（如>1MHz）時(shí)，且必須確保兩個(gè)接地點(diǎn)之間的電位差極小。

方法：需要建立等電位接地系統(tǒng)，即通過(guò)很粗的銅排或?qū)Ь€將控制室接地網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接地網(wǎng)連接起來(lái)，使它們處于幾乎相同的電位。在普通工廠環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn)，不推薦常規(guī)使用。

液位計(jì)的電磁屏蔽與接地需從材料選擇、電路設(shè)計(jì)、安裝布線、接地規(guī)范及定期維護(hù)等多維度綜合實(shí)施，具體要求需結(jié)合設(shè)備類(lèi)型（如超聲波、雷達(dá)、電容式）、應(yīng)用環(huán)境（如工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、防爆區(qū)域）及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如IEC、GB）確定，以確保測(cè)量精度、設(shè)備穩(wěn)定性和安全性。