知识||部分液位计简单介绍

       

一、前言

     在形形色色的传感器大军中,液位计占有重要的地位,它是我们生产生活的安全保障。市面上出现的液位计有数十余种,目前企业常用的有浮筒液位计、浮球液位计、差压式液位计、导波雷达液位计等。

二、浮筒液位计

1、 工作原理 浮筒液位计由四个基本部分组成:浮筒、弹簧、磁钢室和指示器。浸在液体中的浮筒受到向下的重力,向上的浮力和弹簧弹力的复合作用。当这三个力达到平衡时,浮筒就静止在某一位置。当液位发生变化时,浮筒所受浮力相应改变,平衡状态被打破,从而引起弹力变化即弹簧的伸缩,以达到新的平衡。弹簧的伸缩使其与刚性连接的磁钢产生位移。这样,通过指示器内磁感应元件和传动装置使其指示出液位。

2、特点及适用场合

2.1现场指示、远传兼容;

2.2测量范围大,最大可达3000mm;

2.3工作可靠,良好的精度和灵敏度;

2.4耐高温、高压,耐腐蚀性能强;

2.5现场调试方便,易于检查和维护。 由于它直观、稳定、可靠性高、因而对连续生产的炼油、化工中的重要容器、设备,如塔类、贮罐中间容器等的液位测量都非常适用,但不适合高粘度介质液位的测量。

3、故障现象及处理

3.1高输出:检查过程变量是否超出范围;检查接线端子、针脚或插座;检查电源电压;电子线路组件故障。

3.2输出不稳定:检查线路电压;是否有间歇短路、开路或多点接地;电路板故障。

3.3无输出或低输出:检查线路电压;是否有短路或多点接地;检查信号线极性;检查回路电阻;检查量程;电路板故障;赃物在浮筒内部堆积。

三、 浮球液位计

1、工作原理

浮球液位计结构主要是基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球在被测介质中的位置受浮力作用影响,液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器(磁簧开关)作用,使串连入电路的元件(如定值电阻)的数量发生变化,进而使仪表电路系统的电学量发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化。通过测量电学量的变化来反映容器内液位的情况。

2、特点及适用场合

2.1结构简单、使用方便

2.2性能稳定、使用寿命长、便于安装维护 几乎可以适用于各种工业自动化过程控制中的液位测量和控制,可以广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量、控制与检测。

3、故障现象及处理

3.1现场变化,显示不随液位变化:检查转轴与变送器是否接触良好;检查电源电压;检查零点、量程;传感器故障;电路板故障。

3.2实际液位变化,现场不变化:外平衡杆与转轴脱开;重锤未调整好;内连接件松动脱落;球杆变形;浮球脱落;浮球破裂;介质汽化

四、差压式液位计

1 、工作原理

差压式液位汁是利用容器内液位改变时,由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的,如图1所示。差压变送器的一端接液相,另一端接气相时根据流体静力学原理,我们知道,变送器正压室受到的压力为:Pl=P气十ρgH。式中H:液位高度;ρ:介质密度;g:重力加速度;P气:气相压力。 图1差压变送器测量液位计示意图 差压变送器负压室压力P2=P气,则正负压室的差压为:ΔP=P1-P2。通常,被测介质的密度是已知的。因此,测得差压值就能知道液位高度。

2、特点及适用场合

2.1可做到高密封、防泄漏

2.2高温、高压、高粘度、强腐蚀性条件下安全可靠地测量液位

2.3全过程测量无盲区、显示醒目,读数直观,并且测量范围大 配上液位报警、控制开关,可实现液位或界位的上下限报警和控制。安装方便,容易实现远传和自动调节,工业上应用较多。为比较成熟的液位测量仪表,测量精度较高,维护量少。单法兰(单引压线)液位计一般用于敞口或常压容器,密闭带压设备应选用双法兰(双引压线)液位计。

3、故障现象及处理

3.1液位变化较大:介质波动大或汽化严重;上引压线或下引压线不畅通;介质有结晶;毛细管内传压介质跑损;膜盒损坏;伴热温度过高。

3.2显示不变化:切断阀未打开;引压线堵塞;量程、零点未调整好;膜盒处有杂物堆积;毛细管被挤压不通;电路板故障。

五、导波雷达液位计

1 工作原理

导波雷达液位计的基础是电磁波的时域反射原理,微波脉冲不是通过空间传播,而是通过金属导波杆传播,当遇到与液面的接触面时,由于波导体在气体和液体中的导电性能不同,使波导体的阻抗发生骤然变化,从而产生一个液位原始脉冲,同时在波导体顶部具有一个预先设定的阻抗,该阻抗产生一个可靠的基本脉冲,雷达液位计检测到液面脉冲后与基本脉冲进行比较,从而计算出液面高度。

2、特点及适用场合

2.1测量不受罐体形状的影响

2.2不受介电常数、温度、压力和密度的影响

2.3不受物位表面波动、粉尘、蒸汽和泡沫的影响

2.4测量长度可以灵活变更,无须标定

2.5测量结果具有高精度、可重复性、高分辩率

2.6 适用的压力范围高达40bar 导波雷达液位计应用于水液储罐、酸碱储罐、浆料储罐、固体颗粒、小型储油罐。各类导电、非导电介质、腐蚀性介质。如煤仓、灰仓、油罐、酸罐等。

3、与普通雷达液位计的比较

3.1普通雷达为非接触式测量,导波雷达为接触式测量,这样就意味导波雷达更需考虑介质的腐蚀性和粘附性,而且过长的导波雷达安装和维护更加困难。普通雷达可以互换使用,而导波雷达由于导波杆(缆)长度根据原工况固定,一般不能互换使用,受此影响导波雷达的选型要比普通雷达麻烦。测量固体物料时,导波雷达还要考虑导波杆(缆)的受力情况,也是由于受力的原因一般用导波雷达的测量距离不会很长,而普通雷达在30、40m的罐体上应用比较常见,甚至可测到60m。另外一般的导波雷达还有底部探测功能,可以根据底部回波信号能测量值加以修正,使信号更为稳定准确。

3.2不过在一些特殊工况导波雷达有明显的优势,如罐内有搅拌,介质波动大,这样的工况用底部固定的导波雷达测量值要比变通雷达稳定;还有小罐体内的物位测量,由于安装测量空间小(或罐内干扰物较多),一般普通雷达不适用,这时导波雷达的优势就显现出来了;再有是低介电常数的工况,无论雷达还是导波雷达测量原理都是基于介质介电常数差别,由于普通雷达的发射的波是发散的,当介质介电常数过低时,信号太弱测量不稳定,而导波雷达波是沿导波杆传播信号相对稳定。

4、故障现象及处理

4.1液位、输出百分数与回路值波动:重新组态探头长度和偏差;依靠其他设备确认准确液位;调整阻尼系数;重新组态回路值。

4.2不论液位高低,输出为同一数值:确认探头长度;调整偏置值,已达到精确数值。

4.3无液位信号:检查介质介电常数;液位在顶部过渡区,组态时没有设置;线路板或16针连接器工作不正常;检查探头长度组态;可能有介质在探头上搭桥;介电常数选择不正确。 4.4.4输出或最大,或最小,不精确:介质不纯,如油带水;介质或杂物在探头上搭桥;导波杆堵塞;有泡沫或粘稠物;探头顶部密封处有杂物

六、常用液位计的使用

1、安装使用及注意事项

1.1上、下法兰不能偏向受力;

1.2表体要垂直;

1.3各附件连接可靠;

1.4要考虑到日后操作、观察、检修的方便;

1.5投用时一般先打开上切断阀,后开下切断阀;

1.6尽量避开震动较大部位。

2、液位计的选型原则

2.1考虑工况,如介质的性质、工作温度、工作压力、是密闭容器还是敞口容器等的要求。

2.2考虑工作要求,可靠性、测量精度、测量范围等。

2.3经济性要求。 综合考虑上述要求,选出合适的液位计。

结论 本文介绍了几种常用的液位计的工作原理、特点及适用场合、应用故障和排除、安装使用注意事项及选型原则。给读者在应用时做参考。