浮式液位計實際上是液位計的種類，其典型應用是常見的浮式液位計，其應用范圍非常廣泛。 傳統(tǒng)的浮子液位計在各種粘滯介質的測量中都有所體現(xiàn)，但對于易揮發(fā)的結晶性介質和特殊粘滯介質，傳統(tǒng)的浮子液位計的使用會有所打折。 本文根據地下槽體液位測量環(huán)境實際情況，結合傳統(tǒng)浮標測量原理和結構特點，提出了一種具有高度、制作容易、環(huán)境適應度高、抗干擾性強、耐腐蝕能力強、維護方便等多方面優(yōu)點的改進型浮標測量儀。 通過實際生產和使用，該改進型流液位計的測量效果基本上達到了初步的設計要求，在繼承傳統(tǒng)流液位計的優(yōu)點的基礎上，通過結構改造，克服了傳統(tǒng)流液位計在水平測量過程中的局限性。 該方案不僅解決了地下槽液位測量過程中的常見問題，而且在石油化學等行業(yè)生產過程中使用地下槽液位計也提供了有益的設想。

0、引言:

在化工生產過程中，槽體一般作為載體用于液體反應介質的輸送和貯存，是生產技術的重要容器。 槽體內部的液面應始終處于理想的工作高度，槽體介質的液面高度成為工藝生產過程中應控制的重要參數(shù)。 實現(xiàn)地下槽體液位的快速準確測量對于過程控制過程至關重要[1] . 地下槽內環(huán)境非常復雜，各種因素影響液位的測量。 為了安全起見，液位的測量值通常作為工業(yè)生產中觸發(fā)安全儀表系統(tǒng)啟動的聯(lián)鎖條件[2]。 在工業(yè)生產中，充分分析現(xiàn)場測量條件和影響因素，選擇適合現(xiàn)場工藝測量條件的測量儀器，是工業(yè)儀表測量行業(yè)內共同努力的方向。

1 .研究背景:

工業(yè)生產中，對地下槽體、罐體的液位測量方式較多，測量設備多種多樣。 因此，選擇滿足具體情況條件的液位計特別重要。 目前常用的液位測量裝置根據測量原理分為接觸式和非接觸式。 接觸式液位測量裝置有人工檢測尺、浮動液位計等，非接觸式液位測量裝置有雷達液位計、放射能液位計、超聲波液位計等。 與接觸式液位測量裝置相比，非接觸式測量在技術含量和測量精度方面具有一定的優(yōu)勢。 但是，由于使用成本高、使用環(huán)境惡劣等因素，非接觸式測量裝置在國內外市場并不普及。 根據市場統(tǒng)計，國內市場現(xiàn)在普遍使用人工尺寸和浮動液位計。 人工尺寸對人的操作技能要求高，客觀因素的影響大，在測量精度有限的嚴酷情況下，測量有很高的風險。 浮動液位計在使用中經常出現(xiàn)機械粘著、密度調節(jié)困難、維護復雜等現(xiàn)象。 因此，開發(fā)出具有維護方便、制作簡單、精度高等諸多優(yōu)點的實用型浮標計，對實際工業(yè)生產測量具有深遠意義[3]。 因此，介紹了能夠測量地下槽體、罐體等設備液位的改良型浮標計。

在工業(yè)生產中，人們采用多種方法進行容器內液體的測定。 傳統(tǒng)的浮子液位計是常用的一種。 由于環(huán)境和狀況等的影響，傳統(tǒng)的浮動液位計在液位測量過程中有很大的局限性。 特別是在焦炭行業(yè)的地下槽體、罐體等雜質較多、情況復雜的環(huán)境下，傳統(tǒng)的浮標計是接觸式測量裝置，因此浮球附著在焦油等雜質上，浮球的密度增大，不能正常地懸浮在被測量介質的表面，因此會影響水平計的測量。 與此相比，非接觸式測量的雷達液位計具有優(yōu)勢。 這避免了上述情況，而不會與被測介質接觸。 雷達波的傳播方向一定，回波受到被測槽體內部結構的限制。 對于結構復雜的槽體，雷達波在傳播中呈無序狀態(tài)，并影響液位測量的精度，無法有效地實現(xiàn)其功能。

2、傳統(tǒng)的浮動液位計:

2.1、構成結構:

現(xiàn)有的浮子液位計由浮球、驅動器、顯示系統(tǒng)構成，其結構如圖1所示。

圖1是現(xiàn)有浮子水平計的結構圖

利用浮球密度小且在被測量介質的界面上浮游的特征，將傳遞部件或浮球的位置傳遞至顯示系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)以機器、電子、電磁、光學等不同形式顯示從傳遞部件傳遞來的浮球的位置信息。 根據其結構形式，浮子可分為杠桿式、平衡式、導向式、連桿式、連通管式。

2.2、工作方法:

傳統(tǒng)的浮子液位計是利用恒定浮力原理工作的液位計。 比被檢液體密度小的浮球受到浮力而浮游在被檢介質的表面，通過測量浮球的位置變化，反映被檢介質在罐體中的液位狀況。 現(xiàn)在浮標計劃分為磁浮計劃和浮標計劃兩類[5]。 磁浮液位計又稱磁反轉液位計，是設置在現(xiàn)場的顯示器。 其原理是，裝有磁鐵的浮子通過浮力在被測量介質的表面浮動時，隨著介質液面的變化，具有磁性的浮子也與液面一致地變化，通過磁極間的相互作用，兩色的磁性反轉柱反轉，顯示液位。 磁浮液位計是具有遠程傳輸功能的儀表。 其原理是，與傳感器等距離地安裝一定數(shù)量的電阻，當浮子到達某個位置時，通過測定使電阻兩側導通的輸出端的電阻信號值的大小，從而轉換該場所的液位，從振蕩器轉換為標準的4~20 m A電流信號，能夠顯示在中央控制室的計算機和二次儀表中

傳統(tǒng)浮標儀具有四大特點: (1)安全可靠、易燃、易爆的液體水平測定適用(2)不受各種外在因素的限制，適用于高粘度介質、有毒或無毒衛(wèi)生型介質、腐蝕性介質的物位測定[6]。 (3)即時顯示直讀性，讀取直觀，清晰的(4)無需組合多組液位計，可以單獨運行實現(xiàn)測量功能，具有較強的單體全范圍測量功能[7]。

3、傳統(tǒng)浮液位計測量的干擾因素:

傳統(tǒng)的浮液位計是以一定浮力原理工作的水位測量儀，目前已廣泛應用于地下槽體的水位測量。 測量介質液面平穩(wěn)時，浮球的作業(yè)環(huán)境良好，可在導管中順暢地上下移動，且可正確測量介質液面的高度，測量精度高。 在實際使用過程中出現(xiàn)了各種干擾因素，浮球失靈，影響測量精度[1] .

(1)介質溫度。

保管介質的環(huán)境溫度對被測定介質的形態(tài)帶來的影響很大。 溫度過低，地下槽內容易結晶的介質結晶。 結晶物附著在傳統(tǒng)浮標計的浮標表面，改變浮標的重量，使浮標不能正常懸浮在介質表面，影響液位的測量。 測量過程中，介質溫差對傳統(tǒng)浮標儀的測量偏差有一定影響[8] .

(二)機器故障。

從結構上看，傳統(tǒng)的浮動液位計常常使用機械帶輪或導線作為信號傳送的載波。 機械結構由于腐蝕、外力、浮球表面結晶停滯等原因引起機械故障。 如果不能立即消除機器故障，傳統(tǒng)的浮動液位計必然不能正常工作。

(3)液體紊亂。

地下槽內液體介質的攪拌、流入、流出會引起槽內的被測定介質的液面紊亂。 槽體液面的紊亂會導致傳統(tǒng)浮動液位計的浮動位置不穩(wěn)定，無法讀取液位計的正確數(shù)值，對浮動液位計的正確測量有很大影響。

4 .改進措施:

對以上建議，影響傳統(tǒng)

通過分析流液位計測量精度因素的本質，提出了切實的改進措施。 根據傳統(tǒng)的浮水準儀結構，改進了測量機構、顯示機構、測量硬件等方面，避免了原有的影響因素，測量穩(wěn)定，達到了較好的效果。

4.1、測量結構:

針對以上傳統(tǒng)浮標測量的干擾因素，對傳統(tǒng)浮標測量的某些結構采取了準確的改進措施，解決了干擾因素的問題。 改良型浮子液位計的結構如圖2所示。

圖2改良型浮子液位計的結構圖

改進型浮動液位計在傳統(tǒng)測量的基礎上增加了密封塊和上下孔，改變了測量棒和浮動球的接觸形式。 測量導管必須垂直于液面安裝。 浮球在測量導管的內部，其直徑與測量導管的直徑相同，材料由容器內被測介質的密度決定。 材料的密度必須小于介質的密度，使浮球浮在介質表面，隨著液位的增高，在浮力的作用下可以在測量管內部上下移動。 測量導管上下穿孔。 考慮到被測量介質內的雜質堵塞波導管下部的開孔位置，實際上能夠不影響測量導管的構造，增加下開孔部的環(huán)測量導管在同一平面上的開孔數(shù)。 在測量管上開孔，浮球上部和容器內上部的氣壓一致，測量管內外的液面相同。 測量指針固定在測量桿上，隨著測量桿的上下移動，根據刻度尺正確指示槽內的液位高度。

與以往的浮動水準儀相比，改良型浮動水準儀之所以有很大不同，是因為測量棒和浮動球是分開安裝的。 測深桿下方有喇叭口，浮球支撐喇叭口作用于測深桿。 測量棒是中空貫通棒體整體的部件。 浮球因介質的結晶或粘度大等原因附著在浮球上時，可以在上部用蒸汽或清水等適當?shù)慕橘|清洗浮球。 浮球材料由耐腐蝕性強的材料制成，密度小，應能夠在測量導管內浮游、上下移動。

改進型浮液位計部件簡單，安裝簡單，可靠，適用于封閉、半封閉及全開放式地下槽體的水平測量。 測量導管的安裝可有效防止介質紊流引起的內部液面變動，避免被測量介質液面變動引起的測量誤差。 安裝測量管道，減少浮球下接觸介質的面積，可有效避免晶體介質的揮發(fā)[9]。

4.2、安裝注意事項:

改進型浮動液位計在設置時應與槽體入口和泵出口保持安全距離，有效避免槽體內攪拌裝置，防止介質紊流干擾改進型浮動液位計[10] . 改良型雷達液位計的測量棒為中空結構，在測量封閉或半封閉槽的體液水平時，封閉測量棒的上部開口，防止槽內的介質從測量棒的中空部分溢出，影響槽體的氣密性。

浮球在測量管內移動時，如果管內部不平坦或測量管的安裝不垂直于被測量界面，則在浮球運動中會引起與罐壁的摩擦。 為了減小油箱壁的摩擦阻力，請務必將測量導管垂直安裝在被測量介質的液面上。

4.3、應用結果:

改進型浮標計在地下槽體液水平測量、測量誤差可縮小到±的0.5mm以內，測量過程安全穩(wěn)定，測量數(shù)據高，數(shù)值可靠。 改進型浮式液位計有效補償了傳統(tǒng)浮式液位計測量過程中的不足，維護方便，成本低廉，測量穩(wěn)定，為生產安全運行提供了強有力的保障。

5、結語:

現(xiàn)有的浮標計在實際應用過程中，由于被測介質的粘度高，介質的結晶化、設備的腐蝕引起的機械停滯等問題，測量結果的誤差大。 通過改進傳統(tǒng)的流液位計測量機構、顯示機構、測量硬件等，成功避免了這些影響因素，測量穩(wěn)定，取得了較好的效果。 改進型浮標計設計簡單，操作簡單，維護方便，適合石油、焦炭、化工等行業(yè)地下槽體液水平測量，具有較高的推廣和實用價值。

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