随着我国经济的飞速发展,工业测量在工业生产中的地位不断上升。磁致伸缩液位传感器因具有应用范围广、精确度高、无需接触、可测量范围大、可靠性高和恶劣环境下抗干扰能力强等特点,被广泛应用在工业测量的各个领域。本文基于磁致伸缩理论,阐述了磁致伸缩液位传感器的工作原理,并且对其磁场分布进行了分析。通过对液位传感器磁场的深入研究,为磁致伸缩液位传感器的制作与设计提供了理论依据。首先,本文介绍了磁致伸缩液位传感器的国内外发展现状及前景,同时将现代工业上常用的液位传感器的优缺点做了比较。其次,根据电磁理论利用解析方法对磁致伸缩液位传感器的磁场进行了计算。在磁致伸缩理论的基础上,分析了该种传感器的工作原理,然后根据磁畴理论,重点分析了弹性波的产生机理,并通过引入磁弹性理论,推导了其输出特性方程。根据输出特性方程可知弹性波感应电压幅值与波导丝的磁致伸缩系数成正比,与波导丝的弹性模量成反比,且随着检测线圈的匝数和有效截面积的增加而增加。再次,应用有限元软件对磁致伸缩液位传感器的空间磁场分布做了仿真分析。主要对其周向磁场,轴向磁场及合成螺旋磁场的磁场分布进行了深入的研究。其周向磁场强度沿波导丝半径增加,且在波导丝表面处达到最大值。周向磁场还与脉冲电流强度成正比。在对传感器磁场分布分析的基础上,对活动浮子的永久磁铁结构进行了优化。最后,搭建实验平台,通过实验研究了各个参数对本传感器弹性波信号的影响。重点分析了方波脉冲电流、波导丝及检测线圈参数等对弹性波信号的影响,弹性波感应电压幅值随着方波脉冲电流的增加而增加,最终趋于饱和,且其随着检测线圈匝数的增加而增加。还分析了脉冲电流频率、脉宽、波导丝线径等对弹性波信号的影响,得到了对应结论。通过实验确定了液位传感器的最佳工作点参数,进一步优化了弹性波检测信号。本文所做的工作,为设计高性能的磁致伸缩液位传感器提供了理论参考,并为今后的研究工作提供了条件与指导。