一、本文概述

水箱是常見的儲(chǔ)藏設(shè)備，無(wú)論是工業(yè)還是民間工程都有大量應(yīng)用，是水箱測(cè)量的重要工作，如果不及時(shí)把握和控制水箱內(nèi)的液位和容積，就不能保證水箱的安全、可靠運(yùn)行。 為測(cè)量油箱液位而開發(fā)的液位計(jì)也有各種各樣的種類

磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)、壓差式、超聲波和雷達(dá)液位計(jì)等在其中占有很大的比重，在各個(gè)液位計(jì)的功能上有類似的差異，如何找到適合自己情況條件的液位計(jì)，我們首先要充分理解這些液位計(jì)的功能。 對(duì)企業(yè)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者和采購(gòu)者來(lái)說，根據(jù)各種層次計(jì)算的特點(diǎn)、用戶的要求和經(jīng)濟(jì)性，合理選擇層次計(jì)算，達(dá)到了成本效益。

針對(duì)用戶選擇磁盤液位計(jì)等液位計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，簡(jiǎn)要介紹了液位計(jì)的選擇、功能差異以及液位計(jì)的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)所。 根據(jù)不同液位計(jì)的性能特性，給出了油罐液位測(cè)量的選擇原則。

二、液位計(jì)的分類和技術(shù)要求:

1.1液位計(jì)分類

根據(jù)罐液位測(cè)量原理分類:直接式液位測(cè)量?jī)x、差壓式液位測(cè)量?jī)x、浮力式液位測(cè)量?jī)x、電液位測(cè)量?jī)x、超聲波式液位測(cè)量?jī)x、雷達(dá)液位測(cè)量?jī)x、放射性液位測(cè)量?jī)x等。 按測(cè)量介質(zhì)的特性分類:常用的液位計(jì)有重錘浮球式液位計(jì)、磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、差壓液位計(jì)等。

1.2測(cè)量方法的選擇依據(jù)

通常根據(jù)測(cè)量要求選擇液位的測(cè)量方法。 測(cè)量要求一般包括以下方面:

(1)測(cè)量范圍、必要的精度及測(cè)量功能

(2)放置測(cè)量?jī)x器的環(huán)境

(3)被測(cè)定介質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)，例如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、容易凝固的結(jié)晶和勃起性、氣化性等

(4)操作條件變化，例如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化等

(5)被測(cè)量對(duì)象容器的構(gòu)造、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附屬品及各種出入口等。

選擇測(cè)量方法時(shí)，請(qǐng)注意以下事項(xiàng)

(1)工程儀表的選用需要統(tǒng)一考慮，盡量減少品種規(guī)格，減少備品用品

(二)技術(shù)人員的具體要求；

(三)實(shí)際進(jìn)程情況。

雙電廠常見液位計(jì)的性能特點(diǎn)

2.1磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)

磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)是用浮力原理和磁叢合作開發(fā)的。 容器內(nèi)的液位上升時(shí)，液位計(jì)主體的管道內(nèi)的磁性浮子也上升，浮子內(nèi)的磁鐵通過磁耦合器傳遞到磁反轉(zhuǎn)柱顯示器，紅、白反轉(zhuǎn)柱反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)1800，液位上升時(shí)反轉(zhuǎn)柱從白變?yōu)榧t，液位下降時(shí)反轉(zhuǎn)柱從紅變?yōu)榘?，顯示器的紅和藍(lán) 也可在主機(jī)管上安裝磁性開關(guān)或遠(yuǎn)程傳送器，輸出開關(guān)信號(hào)或模擬信號(hào)。

磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo):

測(cè)量范圍:0.356m}Z}；

精度:士10mm (當(dāng)?shù)刂甘拘?。

磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)的特征:

(1)適用于高溫、高壓、腐蝕性等場(chǎng)合，可當(dāng)場(chǎng)顯示和遠(yuǎn)程控制。 本體管采用無(wú)縫鋼管，連接管采用拉深焊接，內(nèi)部無(wú)損傷。 安裝方式可選擇側(cè)面安裝和頂部安裝，本體下端密封。

(2)指示新穎明顯，測(cè)量范圍廣。

(3)關(guān)于大量行程( }6m )的測(cè)量，考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)、投資等問題，可以串聯(lián)連接幾條，但是不能直接讀取液面水平的數(shù)值。 磁盤液位計(jì)中，潤(rùn)滑油可能在冬季寒冷地區(qū)凍結(jié)，可采用保溫套管。

2.2

浮動(dòng)式液位計(jì)

磁懸浮球液位計(jì)由磁懸浮球、傳感器、變送器三部分組成。 磁懸浮球根據(jù)液位而變化，沿著導(dǎo)管上下懸浮，懸浮球內(nèi)的磁鋼吸附傳感器內(nèi)相應(yīng)位置的雙簧管，使傳感器的總電阻(或電壓)變化，用變送器將變化的電阻(或電壓)信號(hào)變換成4~20mA的電流信號(hào)并輸出。 可在顯示器上設(shè)定上下限警報(bào)，實(shí)現(xiàn)液面水平的位控制。

結(jié)構(gòu)原理:

由液位傳感器和智能HART板(電流轉(zhuǎn)換器)兩部分構(gòu)成，浮球與液位同步變化，控制離合器的開閉，使傳感器內(nèi)的電阻直線變化，通過轉(zhuǎn)換器將電阻的變化轉(zhuǎn)換為4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，重疊輸出HART數(shù)字信號(hào)。

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，觀測(cè)直觀。

(2)精度不高，只能用于工業(yè)測(cè)量。

(3)由于浮球隨液位變化，液位測(cè)量存在一定誤差。 適用于常壓罐，不適用于帶壓力罐液位測(cè)量。

2.3雷達(dá)液位計(jì)

雷達(dá)液位計(jì)利用超高頻電磁波，通過天線向被測(cè)量容器的液面發(fā)射，電磁波碰到液面反射回來(lái)后，用儀器檢測(cè)發(fā)射和回波的時(shí)差，計(jì)算液面高度。

雷達(dá)液位計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo):

測(cè)量范圍: 0?40m

精度:士1mm

雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn):

(1)適用于大型水箱和球箱等的測(cè)量。

(2)儀表精度分為工業(yè)測(cè)量級(jí)和計(jì)量級(jí)的精度，可以滿足不同的測(cè)量和計(jì)量要求。 安裝很簡(jiǎn)單，但其下不得存在遮蔽物。 否則會(huì)影響微波的傳輸和接收，并且通常會(huì)安裝在油箱頂部，價(jià)格很高。

(3)被測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、液位的紊流狀態(tài)、介質(zhì)中的氣泡大小會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。

2.4超聲波液位計(jì)

采用超聲波測(cè)量液位的方法多為脈沖回波法、諧振法、頻差法、聲衰減法等，其中脈沖回波法得到了廣泛應(yīng)用。 脈沖回波法的基本工作原理是，超聲波換能器根據(jù)脈沖信號(hào)激勵(lì)超聲波，超聲波在介質(zhì)中傳播而到達(dá)液面，形成反射波，反射波在介質(zhì)中傳播而返回?fù)Q能器，換能器將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過二次計(jì)測(cè)從發(fā)射聲波到接收信號(hào)所需的時(shí)間

超聲波液位計(jì)

主要技術(shù)指標(biāo):

測(cè)量范圍:0-50ms

精度:士1mm

超聲波液位計(jì)的特點(diǎn):

(1)適用于液體、顆粒狀、粉狀材料及濃厚有毒材料的材料測(cè)定。

(2)在腐蝕性介質(zhì)中選擇防腐探針。

(3)可用于壓力容器和常壓容器。

(4)請(qǐng)勿用于溫度變化較大的工藝。

(5)不適用于揮發(fā)性高的石油產(chǎn)品液面水平的測(cè)定，液體表面的浮游物和泡沫會(huì)影響聲波的反射強(qiáng)度。

(6)真空系統(tǒng)的容器不能用超聲波液位計(jì)。

2.5差壓液位計(jì)

壓力可以用液位高度和液體密度的乘積來(lái)表示。 差壓液位計(jì)通過測(cè)量壓力得到液位。 還可測(cè)量介質(zhì)的質(zhì)量、體積和密度。 初期由于靜壓變送器測(cè)量精度低、環(huán)境溫度影響大，差壓液位計(jì)未被廣泛采用。 近年來(lái)，隨著變送器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，差壓液位計(jì)受到了一定程度的歡迎。

h=P/&rho； g

式中p指示壓力

&rho； <； br/>； 介質(zhì)密度

h>； 液面高度。

差壓液位計(jì)的特點(diǎn):

(1)安裝簡(jiǎn)單，無(wú)活動(dòng)部件，工作可靠，日常使用維護(hù)量少。

(2)測(cè)量介質(zhì)密度、質(zhì)量精度高，測(cè)量液位精度一般。

(3)大風(fēng)引起的氣壓變化影響測(cè)量精度。

(4)不能用于介質(zhì)層的罐液面水平的測(cè)定。

(5)尤其適用于遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

2.6電廠水箱常用液位計(jì)性能比較

常用液位計(jì)的性能比較如表1所示。

三、用戶需求

液位計(jì)是油箱不可缺少的測(cè)量?jī)x器。 用戶監(jiān)視水箱的液位時(shí)，通常需要當(dāng)場(chǎng)從遠(yuǎn)處傳達(dá)2種。

現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)，能夠看到直觀、明顯的水平，實(shí)地檢查時(shí)檢查或與DCS對(duì)照。 用戶傾向于選擇重錘浮球式液位計(jì)和不具有電話功能的磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)。

遠(yuǎn)程傳輸液位計(jì)通過液位變送器將液位的變化轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，遠(yuǎn)程傳輸至操作控制室，集中顯示在二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置上，進(jìn)行警報(bào)或自動(dòng)控制。 磁盤液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)和差壓液位計(jì)都能設(shè)置遠(yuǎn)傳功能，差壓液位計(jì)適合遠(yuǎn)傳。

四、經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是選擇液位計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的重要指標(biāo)。 重錘浮球式液位計(jì)和

磁翻板液位計(jì)價(jià)格較低，重錘浮球式液位計(jì)價(jià)格一般為1500元/米(由設(shè)備廠商提供)，磁翻板液位計(jì)價(jià)格一般為2000元/米(由設(shè)備廠商提供)，差壓式液位計(jì)比前兩種稍高的雷達(dá)液位計(jì)和超聲波液位計(jì)價(jià)格 一般液位計(jì)的價(jià)格高低是雷達(dá)液位計(jì)>； 超聲波液位計(jì)>； 差壓液位計(jì)>； 磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)>； 重錘浮球式液位計(jì)。

五、結(jié)論

上述常用液位計(jì)均符合罐位測(cè)量要求，使用。

現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)一般選擇浮子式液位計(jì)和不具有電話功能的磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)。 浮式液位計(jì)顯著，但有一定的機(jī)械磨損。 磁力反轉(zhuǎn)板液位計(jì)的磁力隨著時(shí)間的推移而減弱，影響液位計(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)備檢查時(shí)定期檢查液位計(jì)，降低日常運(yùn)行的故障率。

遠(yuǎn)傳液位計(jì)通常采用差壓式液位計(jì)。 超聲波液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)在技術(shù)上有相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)，但其價(jià)格昂貴，對(duì)使用環(huán)境的要求很高。 如果用戶要求測(cè)量精度高且投資不受限制，則可以采用超聲波或雷達(dá)液位計(jì)。

這種情況下，不建議選擇遠(yuǎn)傳一體化的液位計(jì)。 如果這個(gè)液位計(jì)破損，就無(wú)法測(cè)量油箱液位。

綜上所述，液位計(jì)的選型原則保證技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便、水箱在系統(tǒng)中穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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