Technical Summary

重锤式料位计

Plumb-重锤式料位计Plumb-Bob / Weight-Type Level Meter本文件基于行业典型重锤式料位计通用技术资料整理，仅供学习参考。具体项目请以厂家最新产品手册及现场工况为准。

液位计系列 全部型号（2） 咨询选型
重锤式料位计

所属系列：液位计系列

TECHNOLOGY & APPLICATION

理解原理，精准选型

从测量原理到现场应用，了解重锤式料位计的技术特点与选型要点。

01

TECHNICAL GUIDE

概述

（Plumb-Bob / Weight-Type Level Meter），又称机械式料位计、缆式料位计、钢带重锤料位计，是一种通过电机驱动重锤在容器内下降、接触物料后回升，间接测量物位高度的连续式物位测量仪表。它通过测量钢缆/钢带的下放长度，计算物料表面距离安装法兰的高度，从而得到料仓的实时料位。

起源于上世纪 60 年代，是早期大型工业料仓物位测量的主要方案之一。它对介质物性（粉尘、蒸汽、温度、密度、介电常数等）均不敏感，特别适合水泥粉、煤粉、矿粉、粮食、塑料颗粒等固体物料的物位测量，在水泥、电力、冶金、化工、粮食等行业应用广泛。

主要特点

发展沿革

重锤式料位计起源于上世纪 60 年代，最初为机械式钢带结构，到 80 年代逐步采用电子编码器 +MCU 控制，测量精度和稳定性大幅提升；90 年代后期引入智能控制算法和总线通讯；目前已发展为高精度、长寿命、智能化、可联网的工业物位测量仪表。

Plumb-

概述 · 序号 / 主要特点对照查阅
序号主要特点简述
1不受介质物性影响不受粉尘、蒸汽、温度、密度、介电常数影响，几乎所有固体物料适用
2测量范围大单台可达 0~50m，最大可达 80m，适合大型筒仓测量
3精度较高典型精度 ±1~5cm，相对误差 ±0.5%FS
4数字显示直观LCD / LED 直接显示料位百分比、剩余容量等
5安装简便顶部开孔安装即可，对容器结构影响小
6多种输出方式继电器 / 4-20mA / Hart / Modbus / Profibus-PA 可选
7维护简便模块化设计，钢缆 / 重锤可现场更换
8价格适中相比雷达、超声波物位计，30m 以上测量有成本优势
02

MEASUREMENT PRINCIPLE

工作原理

2.1 机械下放原理

的核心是安装在料仓顶部的 "测量鼓"。测量鼓内部装有伺服电机、减速机、卷线盘和光电编码器。仪表上电后（自动或定时），MCU 控制伺服电机正转，驱动卷线盘缓慢释放钢缆 / 钢带，钢缆尾部的重锤（也称探锤）依靠自重匀速下放。当重锤下放到物料表面时，钢缆张力突然减小，电机电流随之减小或张力传感器信号发生变化。仪表通过检测电流突变或张力信号突变，判断重锤已触及物料，立即停止下放并启动反转收回重锤。

2.2 测距与计算原理

光电编码器安装在卷线盘轴上，随着钢缆释放，每隔一定角度（对应钢缆下放距离）发出一个脉冲信号，MCU 累计脉冲数 × 单位脉冲对应的距离，得到钢缆总下放长度 L。

物位高度 H 由下式计算

H = H_total - L + δ其中：H_total为安装法兰到仓底的距离（用户设定）；L为钢缆下放长度；δ为重锤触料后微调补偿量（厂家默认 50~100 mm）。

测得物位高度H后，仪表可通过H×仓体截面积=物料体积，再乘以密度得到物料重量，从而实现料仓 "剩余容量" 显示，便于生产调度管理。

2.3 检测方式

2.4 工作流程示意

Plumb-Plumb-

工作原理 · 检测方式 / 原理对照查阅
检测方式原理优点缺点
电流突变法电机空载电流 ≈ 0.1A；负载后电流突增至 0.5~1A结构简单、成本低易受电网波动影响，灵敏度低
张力传感器法重锤触料后张力减小，张力传 感器输出减小灵敏度高、响应快需额外安装张力传感器
编码器计数法光电编码器记录钢缆下放长度精度高、抗干扰仅能测距，不能识别 "触料" 状态
综合判定法电流 + 张力 + 编码器综合判断可靠性最高结构复杂、成本较高
工作原理 · 步骤 / 动作对照查阅
步骤动作说明
1测量触发定时 / 手动 / 远程触发测量命令
2电机下放伺服电机正转，钢缆 / 钢带缓降重锤
3张力 / 电流监测实时监测张力 / 电流信号
4触料判定张力突变 / 电流突变 → 判定触料
5电机停止 / 反转停止下放 → 立即反转收回重锤
工作原理 · 步骤 / 动作对照查阅
步骤动作说明
6编码器计数累计脉冲数 → 钢缆下放长度 L
7物位计算H = H_total - L + δ
8输出 / 显示4-20mA / Hart / LCD 显示物位 / 剩余容量
03

PRODUCT STRUCTURE

产品结构

3.1 整机结构

由表头（外壳、电子腔、显示模块、电气接口）、测量鼓（电机 + 减速机 + 卷线盘 +编码器+张力检测）、钢缆/钢带、重锤（探头）、过程连接（法兰/螺纹）、控制电路板等组成。外壳通常采用铝合金压铸或工程塑料，防护等级可达 IP65～IP66。

3.2 重锤（探头）类型

Plumb-

3.3 输出方式一览

Plumb-

外壳

主要功能：防护内部元件 典型材质：压铸铝 / 工程塑料 / 不锈钢可选

电子腔

主要功能：安装主板、电源、显示模块 典型材质：PCB + 灌封胶

LCD / LED 显示

主要功能：显示物位、剩余容量、报警信息 典型材质：LCD 液晶 / LED 数显

按键 / 操作

主要功能：现场参数设定 典型材质：硅胶按键 / 磁棒操作

电气接口

主要功能：电源 / 输出接线 典型材质：M20 / 1/2"NPT / 防水接头

过程连接

主要功能：与料仓顶部连接 典型材质：法兰 DN100 / DN150 / G3 等

测量鼓

主要功能：机械传动核心 典型材质：铝合金 / 不锈钢

伺服电机

主要功能：驱动卷线盘转动 典型材质：24V 直流 / 220V 交流电机

减速机

主要功能：降低转速、增大扭矩 典型材质：齿轮减速 / 蜗轮蜗杆

卷线盘

主要功能：收放钢缆 / 钢带 典型材质：铝合金 / 不锈钢

光电编码器

主要功能：记录钢缆下放长度 典型材质：增量式 / 绝对式编码器

张力检测装置

主要功能：检测重锤触料张力变化 典型材质：压力传感器 / 应变片

钢缆 / 钢带

主要功能：连接重锤与卷线盘 典型材质：316 SS / 镀锌钢带 / 不锈钢带

重锤（探头）

主要功能：接触物料的检测部件 典型材质：316 SS / 铸铁 / PTFE 包覆

密封 / 导向

主要功能：防止粉尘逸出 典型材质：PTFE / 橡胶密封圈

重锤类型

结构模块：结构特征 主要功能：典型应用 典型材质：

标准圆柱型

结构模块：圆柱体重锤，重 0.5~2 kg 主要功能：粉末、颗粒料的常规测量 典型材质：

加重圆柱型

结构模块：重量 2~5 kg，加大接触面积 主要功能：重度物料、块状固体 典型材质：

锥形 / 倒角型

结构模块：底部为锥形，方便插入物料 主要功能：颗粒料、不规则固体 典型材质：

重载抗砸型

结构模块：内部加厚，外壳包胶 主要功能：矿石、煤块等冲击工况 典型材质：

防堵 / 搅拌型

结构模块：重锤 + 搅拌叶片 主要功能：粉料、易结块、易架桥料仓 典型材质：

轻质 / 长杆型

结构模块：长杆结构，降低对物料冲击 主要功能：轻质粉料、粮食、面粉 典型材质：

耐腐蚀型

结构特征：哈氏合金 / PTFE 包覆 典型应用：强腐蚀性化工料仓

输出类型

结构特征：通道数 典型应用：典型负载 / 通讯 应用场景

继电器 DPDT

结构特征：1~2 组转换触点 典型应用：250VAC / 5A 或 30VDC / 5A 物位上 / 下限报警、泵阀联动

两线制 4-20mA

结构特征：1 通道 典型应用：24VDC 环路供电，最大负载 600Ω 连续物位测量，远传监控

Hart 协议

结构特征：1 通道 典型应用：叠加在 4-20mA 上 远程参数设定 / 诊断

Modbus RTU

结构特征：1 通道 典型应用：RS485 接口 PLC / DCS 通讯联锁

Profibus-PA

结构特征：1 通道 典型应用：PA 现场总线 与 DCS 通讯联锁

现场总线 FF

结构特征：1 通道 典型应用：Foundation Fieldbus 过程控制现场总线

04

TECHNICAL GUIDE

优缺点分析

4.2 主要缺点

Plumb-

4.1 主要优点

不受介质物性影响

说明：不受粉尘、蒸汽、温度、密度、介电常数等介质物性影响，几乎所有固体物 料适用

测量范围大

说明：单台可达 0~50m，最大可达 80m，特别适合 10m 以上大型料仓

精度较高

说明：典型精度 ±1~5cm，相对误差 ±0.5%FS，优于超声波物位计

数字显示直观

说明：LCD / LED 直接显示料位百分比、剩余容量、重量等，便于生产调度

安装简便

说明：顶部法兰开孔安装即可，对容器结构影响小，改造成本低

价格适中

说明：相比雷达物位计，30m 以上测量有显著成本优势

输出方式多样

说明：继电器 / 4-20mA / Hart / Modbus / Profibus-PA 多种输出，可与 PLC / DCS 集成

维护简便

说明：模块化设计，钢缆 / 重锤 / 编码器可现场更换

缺点与使用限制

测量周期长

说明：单次测量需要数十秒到几分钟，无法实时连续测量，不适合快速变化料位

机械磨损

说明：电机、减速机、钢缆 / 钢带长期使用存在磨损，需定期维护

易陷入物料

说明：重锤可能在粉料 / 颗粒料中陷入，导致测量偏差，需要重锤设计避开

不适用于极轻质物料

说明：极低密度物料（如粉煤灰、烟丝）触料后张力变化不明显，难以识别

粉尘场合需要密封

说明：有粉尘逸出风险，需加强密封 / 粉尘收集措施

维护成本较高

说明：需定期更换钢缆 / 重锤 / 编码器等易损件，长期维护成本高于非接触式仪表

不适用于易燃易爆粉尘

说明：机械动作易产生静电和摩擦火花，禁用于某些粉尘防爆场合

需要预留顶部安装空间

说明：料仓顶部需预留卷线鼓安装空间，重锤下放区域需无障碍物

05

APPLICATIONS

应用领域

因其不受介质物性影响、测量范围大、精度较高的特点，被广泛用于水泥、电力、化工

、冶金、粮食等行业的料仓 / 筒仓物位测量。常见应用领域如下表所示：

典型应用案例

（1）水泥厂熟料库物位测量：在水泥厂30m高熟料库顶部安装重锤式料位计，定时测量库内熟料料位，输出4-20mA至DCS系统，用于生产调度和库存管理。

（2）火电厂原煤仓煤位控制

在火厂原煤仓顶部安装重锤式料位计，连续监测煤位，联动给煤机和输煤系统，实现自动供煤。

（3）化工厂PVC颗粒料仓控制

在PVC颗粒料仓顶部安装重锤式料位计，定时测量料位并联动下料阀门，避免料仓抽空或溢料。

（4）粮库小麦仓料位测量

在立式粮仓顶部安装重锤式料位计，定时测量粮位，输出Modbus信号至粮食仓储管理系统。

（5）钢铁厂焦炭仓料位监控

在焦炭仓顶部安装防砸加重型重锤式料位计，定时测量料位并控制卸料系统。

Plumb-

水泥 / 建材

应用场景：水泥库、生料仓、熟料仓、煤 粉仓 典型介质：水泥、生料粉、熟料、煤粉

电力 / 能源

应用场景：原煤仓、煤粉仓、灰库、石子 煤仓 典型介质：原煤、煤粉、粉煤灰、石子煤

化工 / 石化

应用场景：颗粒料仓、催化剂仓、塑料颗 粒仓 典型介质：PVC 颗粒、PE 颗粒、催化剂、尿素颗粒

冶金 / 钢铁

应用场景：矿石仓、矿粉仓、煤粉仓 典型介质：铁矿石、铁矿粉、焦炭、石灰石

粮食 / 饲料

应用场景：粮仓、麦仓、面粉仓、饲料仓 典型介质：小麦、玉米、大豆、面粉、麸皮

塑料 / 橡胶

应用场景：塑料颗粒仓、橡胶颗粒仓 典型介质：PVC、PE、PP 颗粒、橡胶颗粒

建材 / 混凝土

应用场景：砂石仓、水泥仓、添加剂仓 典型介质：砂子、石子、水泥、添加剂

环保 / 水处理

应用场景：污泥仓、粉煤灰仓、石灰仓 典型介质：污泥、粉煤灰、石灰、活性炭

造纸 / 纸浆

应用场景：原料仓、化工料仓 典型介质：碳酸钙、滑石粉、淀粉颗粒

食品 / 制药

应用场景：原料仓、糖粉仓、奶粉仓 典型介质：糖粉、奶粉、淀粉、添加剂

06

TECHNICAL SPECIFICATIONS

技术参数表

6.1 整机通用参数

Plumb-

6.2 精度与可靠性参数

6.3 适用介质电气参数

Plumb-

技术参数表 · 参数 / 技术指标对照查阅
参数技术指标备注
测量原理电机驱动重锤下降 + 张力 / 电流突变 + 编码器测距—
测量对象粉末 / 颗粒 / 块状固体物料—
测量范围0~15m / 0~30m / 0~50m / 0~80m按钢缆 / 钢带长度
测量精度±1~5 cm，相对误差 ±0.5%FS—
测量周期可设定 1min~24h，最快 10s/次按需配置
下降速度约 0.1~0.5 m/s，可调—
重锤重量0.5~5 kg，按介质密度选配—
钢缆 / 钢带316 SS 钢缆 / 镀锌钢带按介质
过程连接法兰 DN100 / DN150 / DN200；螺纹 G2 / G3按容器
供电电源24 VDC ±10% / 220 VAC ±20%按型号
功耗≤ 30 W（电机动作时）待机 ≤ 3 W
输出方式继电器 / 4-20mA / Hart / Modbus / Profibus-PA按型号可选
继电器容量250 VAC / 5A，30 VDC / 5A阻性负载
介质温度40 ~ +150 ℃（按型号）可定制高温型
环境温度40 ~ +70 ℃—
工作压力常压 / ±0.05 MPa—
防护等级IP65 / IP66按型号
防爆等级Ex d IIB T4 / Ex tD T4（粉尘防爆）按型号
壳体材质压铸铝 / 工程塑料 / 316L SS 可选—
重锤材质316L SS / 铸铁 / PTFE 包覆 / 哈氏合金按介质
显示方式LCD 液晶 / LED 数码管 / 中文显示—
电气接口M20 / 1/2"NPT / 防水电缆锁头—
安装方式顶部法兰安装 / 螺纹安装—
重量5~25 kg（按型号）—
技术参数表 · 参数 / 指标对照查阅
参数指标测试条件
绝对精度±1~5 cm常温常压
重复性±0.5 cm连续 10 次测量
测量周期10s~24h 可调现场设定
下降速度0.1~0.5 m/s 可调按现场需要
绝缘电阻≥ 100 MΩ500 V 兆欧表
耐压2500 VAC / 1 min电源对地耐压
MTBF≥ 5 万小时平均无故障时间
EMC 兼容GB/T 17626工业级电磁兼容
抗振动5 g / 10~500 HzGB/T 2423
介质类型典型堆积密度典型颗粒度灵敏度建议
水泥粉1.0~1.6 g/cm³< 0.1 mm标准灵敏
煤粉0.5~0.9 g/cm³< 0.1 mm标准灵敏
面粉 / 谷物粉0.5~0.8 g/cm³< 0.3 mm标准灵敏
塑料颗粒0.5~0.7 g/cm³2~5 mm标准灵敏
尿素颗粒0.7~0.8 g/cm³1~3 mm标准灵敏
石灰石粉0.9~1.4 g/cm³< 0.1 mm标准灵敏
砂石1.4~1.8 g/cm³0.5~5 mm加重锤型
铁矿石1.8~2.5 g/cm³5~50 mm加重锤型
焦炭0.5~1.0 g/cm³20~80 mm加重锤型
07

SELECTION GUIDE

选型表

7.1 命名规则

选型示例

PL-S-I-1500-W1-T1-L-N-6 表示重锤式、标准型、4-20mA 输出、测量范围 15m、重锤1kg、温度 80℃、316L 材质、普通型、IP66 防护。

7.2 常用型号一览

Plumb-

选型表 · 代号段 / 代号示例对照查阅
代号段代号示例代号含义
PL-PL重锤式（Plumb-Bob Level）系列代号
— 类型S/HS 标准 / H 重载
— 输出R/I/H/MR 继电器 / I 4-20mA / H Hart / M Modbus
— 测量范围1500四位数字，单位 0.1m = 15.0m
— 重锤重W1/W3W1 0.5~1kg / W3 2~5kg
— 温度T1/T2T1 80℃ / T2 150℃
— 材质L/H/TL 316L / H 哈氏合金 / T 钛材
— 防爆N/DN 普通 / D 隔爆 / 粉尘防爆
— 防护5/65 IP65 / 6 IP66
选型表 · 型号 / 量程对照查阅
型号量程输出温度重锤应用场景
PL-S-I-15000~15m4-20mA80℃1kg水泥库、煤粉仓
PL-S-H-30000~30mHart80℃1kg大型筒仓、料仓
PL-S-R-15000~15m继电器80℃1kg上下限报警控制
PL-S-M-50000~50mModbus80℃1kg超高筒仓、DCS 通讯
PL-H-I-30000~30m4-20mA150℃3kg钢铁焦炭仓、加重型
PL-H-H-50000~50mHart150℃5kg矿石仓、特大型料仓
PL-S-I-1500-IP660~15m4-20mA80℃1kg粉尘场合、加强密封
PL-S-D-15000~15m继电器80℃1kg粉尘防爆场合
08

SELECTION GUIDE

选型指南

8.1 选型基本步骤

8.2 典型工况推荐选型

8.3 选型注意事项

（1）测量范围应留有余量

通常测量范围 = 料仓实际高度 + 1~2m 余量，避免触底测量失败。

（2）强粉尘环境应选用加强密封型（IP66），并在卷线鼓下方增加粉尘收集装置。

Plumb-（3）极低密度介质（如粉煤灰、烟丝）触料张力变化小，建议先与厂家沟通测试，必要时改用雷达物位计。

（4）防爆场合必须确认厂家提供的防爆合格证编号和等级，电源 / 输出参数严格按防爆规范接线。

（5）料仓顶部需预留卷线鼓安装空间，重锤下放区域需无障碍物（内部加强筋、横梁等）。

（6）测量周期应根据介质变化速度调整

变化快 → 短周期；变化慢 → 长周期，避免无谓磨损。

（7）定期检查钢缆 / 钢带磨损情况，必要时更换；建议每 6~12 个月进行一次定期校验。

（8）电缆与电源应分槽敷设，避免与动力电缆同穿；建议使用 24 VDC 隔离电源供电。

（9）现场应设置防坠链 / 防护网，避免重锤意外坠落造成安全事故。

（10）对于易结料、易架桥料仓，建议先解决架桥问题（如增设破拱装置），否则测量结果偏差大。

8.4 总结

是大型料仓物位测量领域应用最广泛的仪表之一，凭借不受介质物性影响、测量范围大、精度较高的特点，可适应水泥、电力、化工、冶金、粮食等行业的绝大多数固体物料测量。选型时需结合介质密度、颗粒度、料仓高度、测量精度、输出形式等因素综合考虑，注意避免将重锤式用于极低密度、易架桥物料，并预留充足的安装和维护空间，以确保长期稳定运行。

选型指南 · 步骤 / 关注要素对照查阅
步骤关注要素常见选项
1介质类型粉末 / 颗粒 / 块状固体 / 易粘附 / 强腐蚀
2介质密度轻质（< 0.5 g/cm³）/ 中质 / 重质（> 1.5 g/cm³）
3介质颗粒度细粉（< 0.1mm）/ 粗粉 / 颗粒 / 块状
4料仓高度< 15m / 15~30m / 30~50m / > 50m
5测量精度±1 cm / ±3 cm / ±5 cm
6测量周期1min / 5min / 30min / 1h
7输出形式继电器 / 4-20mA / Hart / Modbus
8防爆要求普通 / 隔爆 / 粉尘防爆
9防护等级IP65 / IP66
10重锤形式标准圆柱 / 加重型 / 锥形 / 抗砸型
典型工况推荐型号理由
水泥库料位测量PL-S-I-1500水泥库高度 10~15m，4-20mA 远传
煤粉仓料位测量PL-S-I-1500 / PL-S-H-3000煤粉轻质，标准灵敏即可
原煤仓料位测量PL-H-I-3000块状煤料，加重锤型
PVC 颗粒料仓PL-S-I-1500颗粒料，4-20mA 远传监控
焦炭仓料位测量PL-H-H-5000焦炭大块、密度低，加重锤型
铁矿粉仓料位测量PL-H-I-3000铁矿粉密度大，加重锤型
大型粮仓PL-S-M-5000粮仓高 50m，Modbus 通讯至粮食系统
粉尘防爆场合PL-S-D-1500粉尘防爆，符合 GB12476 标准
面粉仓料位测量PL-S-I-1500-IP66粉尘大，加强密封，IP66 防护
尿素颗粒仓料位控制PL-S-R-1500上下限报警，联动下料阀

Models

重锤式料位计 · 型号产品

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共 2 个型号

RDM-100A 重锤式料位计 标准型

RDM-100A 重锤式料位计

型号 RDM-100A

重锤式料位计标准型，重锤式料位计。符合国家计量检定规程与相关行业标准，适用于工业过程测量与控制现场。
RDM-200A 重锤式料位计 增强型

RDM-200A 重锤式料位计

型号 RDM-200A

重锤式料位计增强型，重锤式料位计。符合国家计量检定规程与相关行业标准，适用于工业过程测量与控制现场。

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