水箱是各企業(yè)普遍使用的儲存設(shè)備,管理人員須對儲罐內(nèi)儲存的物料進(jìn)行監(jiān)控,掌握其液位、儲量和質(zhì)量等重要數(shù)據(jù),以進(jìn)行有效的管理。儲罐的液位計量十分重要,合理的液位可保證儲罐安全、可靠、高效地運行。管理人員都希望找到一種既價格便宜、使用壽命長、使用維護(hù)方便,又能滿足精度要求的實時在線測量裝置。
國內(nèi)外的許多研究機(jī)構(gòu)一直致力于液位計的研究研制出了多種類型的液位計,從最初的浮球式,到磁翻板、差壓式、超聲波及雷達(dá)液位計等,但液位計的價格也節(jié)節(jié)攀升。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)各種液位計的特點、用戶的要求和經(jīng)濟(jì)性,合理選用液位計,達(dá)到最佳的性價比。
1 概述
1.1 液位計分類
按儲罐液位測量原理來分類:有直接式液位測量儀表、差壓式液位測量儀表、浮力式液位測量儀表、電氣式液位測量儀表,超聲波式液位測量儀表、雷達(dá)液位測量儀表、放射性液位測量儀表等。根據(jù)測量的介質(zhì)特性來分類: 常用的液位計有重錘浮球式液位計、磁翻板液位計、雷達(dá)液位計、超聲波液位計、差壓液位計等。
1.2 測量方法的選擇依據(jù)
通常根據(jù)測量要求來選擇液位測量方法。測量要求一般有以下幾方面:
(1) 測量范圍、需要的精度及測量功能;
(2) 測量儀所處的環(huán)境;
(3) 被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)和狀態(tài) ,如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、易凝固結(jié)晶和黏稠性、氣化性等;
(4) 操作條件的變化,如介質(zhì)溫度、壓力、濃度的變化等;
(5) 被測對象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出料口等。
2 電廠常見液位計的性能特點
2.1 重錘浮球式液位計
重錘浮球式液位計是利用物體在液體中浮力的原理來實現(xiàn)液位測量。 這種液位計國外從 20 世紀(jì)30 年代就開始使用, 至今仍有比較高的市場占有率
重錘浮球式液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍: 0~20 m;
精度: ±10 mm。
重錘浮球式液位計特點:
(1) 結(jié)構(gòu)簡單,觀測直觀。
(2) 精度不高,只能做工業(yè)測量用。
(3) 由于浮球隨著液位波動,對液位測量有一定誤差。適用于常壓儲罐,不適用于帶壓儲罐的液位測量。外浮頂罐也不宜采用此種液位計,因為容易受到風(fēng)的影響, 使指針不停擺動,導(dǎo)致指示不穩(wěn)定。
2.2 磁翻板液位計
磁翻板液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。 當(dāng)儲罐中的液位升降時, 液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降, 浮子內(nèi)的永久磁鐵通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器, 驅(qū)動紅、 白翻柱翻轉(zhuǎn)180°, 當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色, 當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實際高度, 從而實現(xiàn)液位清晰的指示。 也可在本體管上加裝磁性開關(guān)或遠(yuǎn)傳變送器, 輸出開關(guān)信號或模擬量信號。
磁翻板液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍: 0.35~6 m;
精度: ±10 mm (就地指示型)。
磁翻板液位計特點:
(1) 適用于高溫、 高壓和腐蝕性等場合, 可就地顯示和遠(yuǎn)程控制。 本體管采用無縫鋼管, 連接管處采用拉孔焊接, 內(nèi)部無劃痕。 安裝方式可選擇側(cè)裝和頂裝, 本體下端密封。
(2) 指示新穎、 醒目, 測量范圍比較大。
(3) 對于大量程(≥6 m)的測量, 考慮到運輸、投資等問題, 可以采用幾根串聯(lián), 但是不能直接讀出液位數(shù)值。 磁翻板液位計中潤滑油在冬季寒冷地區(qū)可能會凍結(jié), 可采用保溫夾套。
2.3 雷達(dá)液位計
雷達(dá)液位計是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被測容器的液面發(fā)射, 當(dāng)電磁波碰到液面后反射回來,儀表檢測出發(fā)射波及回波的時差, 從而計算出液面高度。
雷達(dá)液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍: 0~40 m;
精度: ±1 mm。
雷達(dá)液位計特點:
(1) 適用于大型立罐和球罐等測量。
(2) 儀表精度分為工業(yè)測量級和計量級精度 ,可滿足不同測量和計量的要求。 安裝簡單, 但其下方不得存在遮擋物體, 否則會影響微波的發(fā)射和接收, 通常安裝在罐頂, 價格高。
(3) 被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)、 液位的湍流狀態(tài)、 介質(zhì)中氣泡的大小, 均會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。
2.4 超聲波液位計
采用超聲波測量液位的方法很多, 如脈沖回波法、 共振法、 頻差法以及聲衰減法等, 其中應(yīng)用較廣泛的是脈沖回波法。 脈沖回波法的基本工作原理是: 聲波換能器由脈沖信號激勵發(fā)出超聲波, 超聲波通過介質(zhì)傳播到達(dá)液面, 形成反射波, 反射波再經(jīng)介質(zhì)傳播返回到換能器, 換能器把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號, 由二次儀表測出從發(fā)射聲波到接收到信號所需的時間, 再根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播速度和換能器的安裝高度, 計算出液位高度。
超聲波液位計主要技術(shù)指標(biāo):
測量范圍: 0~50 m;
精度: ±1 mm。
超聲波液位計特點:
(1) 適用于液體、 顆粒狀、 粉狀物料以及黏稠性的、 有毒的物料的料位測量。
(2) 對腐蝕性介質(zhì)考慮選用防腐探頭。
(3) 可用于壓力容器和常壓容器。
(4) 不宜用于溫度變化較大的工藝過程。
(5) 不適合揮發(fā)性很強(qiáng)的石油產(chǎn)品液位測量 ,液體表面的懸浮物及泡沫會影響聲波的反射強(qiáng)度。(6) 真空系統(tǒng)的儲罐不能用超聲波液位計。
2.5 差壓液位計
壓強(qiáng)可以用液位高度和液體密度的乘積來表示。 差壓液位計就是通過測量壓強(qiáng)來得到液位的。此外, 還可測量介質(zhì)的質(zhì)量、 體積和密度。 早期由于靜壓變送器的測量精度比較低, 受環(huán)境溫度影響比較大, 所以差壓液位計并未被廣泛采用。 近些年由于變送器和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 差壓液位計受到
了一定程度的歡迎。
h=pρg
式中 p———指示壓力;
ρ———介質(zhì)密度;
h———液位高度。
差壓液位計特點:
(1) 安裝簡單, 無可動部件, 工作可靠, 日常使用維護(hù)量小。
(2) 測量介質(zhì)的密度、 質(zhì)量精度較高, 測量液位精度一般。
(3) 大風(fēng)引起的氣壓變化會影響測量精度。
(4) 不能用于測量介質(zhì)分層的儲罐液位。
(5) 尤其適用于遠(yuǎn)傳信號和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.6 電廠儲罐常用液位計性能比較

常用液位計性能比較如表 1 所示。
3 用戶需求
液位計是水箱必不可少的測量儀表。 用戶對水箱液位監(jiān)控一般要求就地、 遠(yuǎn)傳兩種。就地液位計安裝在現(xiàn)場, 能夠直觀、 醒目地看到液位, 供巡檢時檢查或與 DCS 比對。 用戶一般傾向于選用重錘浮球式液位計或者不帶遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計。遠(yuǎn)傳液位計通過液位變送器將液位的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號, 遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、 報警或自動控制。 磁翻板液位計、 雷達(dá)液位計、 超聲波液位計和差壓液位計均可設(shè)置遠(yuǎn)傳功能, 其中差壓液位計最適用于遠(yuǎn)傳。
4 經(jīng)濟(jì)性
經(jīng)濟(jì)性是選用液位計時需考慮的一個重要指標(biāo)。 重錘浮球式液位計和磁翻板液位計價格比較便宜, 重錘浮球式液位計價格一般為 1500 元/米 (設(shè)備制造廠提供), 磁翻板液位計價格一般為 2000
元/米 (設(shè)備制造廠提供); 差壓式液位計比前兩種貴些; 雷達(dá)液位計和超聲波液位計價格比較高。 常用液位計的價格高低一般為: 雷達(dá)液位計>超聲波液位計>差壓液位計>磁翻板液位計>重錘浮球式液位計。
47選擇測量方法時, 要注意以下幾點:
(1) 工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮, 盡可能減少品種規(guī)格, 減少備品備件;
(2) 工藝專利商的具體要求;
(3) 實際的工藝情況。
5 結(jié)論
上述常用液位計均能滿足水箱液位測量要求,也均有使用。對于就地液位計, 一般可選用重錘浮球式或者不帶遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計。 重錘浮球式液位計顯示醒目, 但存在一定的機(jī)械磨損。 磁翻板液位計磁性會隨著時間推移而減弱, 從而影響液位計的正常運行。 在設(shè)備檢修時應(yīng)對液位計進(jìn)行例行檢查,以減小其日常運行的故障率。對于遠(yuǎn)傳液位計, 通常選用差壓式液位計。 超聲波液位計和雷達(dá)液位計在技術(shù)上存在著相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢, 但其價格昂貴, 對使用環(huán)境要求較高。 如果用戶要求計量精度高而投資又不受限制, 則可以采用超聲波或者雷達(dá)液位計。不建議選用就地、 遠(yuǎn)傳一體化的液位計, 這種液位計一旦損壞, 儲罐液位的測量將無法進(jìn)行。綜上所述, 液位計的選型原則為: 技術(shù)上可行, 經(jīng)濟(jì)上合理, 管理上方便, 保證儲罐在系統(tǒng)中穩(wěn)定、 經(jīng)濟(jì)地運行。
http://www.koeyb.com/jishuziliao/2013-09-17/461.html
音叉物位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-05-29/57.html
旋阻式料位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-05-29/58.html
重錘料位計http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-07-08/260.html
連桿浮球液位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-08-27/397.html
側(cè)裝浮球液位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-08-28/401.html
電纜浮球液位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-08-30/405.html
電容式物位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/2013-09-05/439.html
物位開關(guān)http://www.koeyb.com/yinchayeweijikaiguan/
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