液位計(Level gauge)是物位儀表的一種。液位計可分為磁浮子式、內浮式、磁翻板、投入式幾種。磁浮球液位計主要廣泛運用于石油加工、食品加工、化工、水處理、制藥、電力和鍋爐等領域中的液位測量。內浮式磁性液位計是一種雙腔液位計,被測介質與磁性面板端的腔體隔離,容器端腔體內部與浮子經過特殊處理后,確保了浮子跟隨液位的變化線性地傳遞給磁性面板,并清晰準確地指示出液位的高度。液位計可測量強腐蝕型介質的液位,測量高溫介質的液位,測量密封容器的液位,與介質的粘度、密度、工作壓力無關。
一.各種類液位計分析:
⒈磁浮子式
⑴、概述 磁浮子液位計和頂裝浮球液位計,可配置遠傳液位變送器,用以實現液位信號遠傳的數/模顯示。
⑵、結構原理 MY型屬模擬式液位變送器,由液位傳感器和信號轉換器兩部分組成。液位傳感器由裝在φ20不銹鋼護管內的若干干簧管和若干電阻構成,護管緊固在測量管(主體管)外側;信號轉換器由電子模塊組成,安置在傳感器頂端或底端的防爆接線盒內。
⑶、主要技術參數
1、量程:由測量范圍H確定;
2、誤差:±10mm;
3、輸出信號:4~20mA.DC(兩線制);
4、負載電阻:≤550ω;
5、供電電壓:24V.DC;
6、出線口:M20×1.5(內);
7、環境溫度:-40~+60℃;
8、防爆等級:dⅡBT1-4;
9、外殼防護等級:IP65。
⑷、磁浮球液位計特點
磁浮球液位計具有結構簡單、使用方便、性能穩定、使用壽命長、便于安裝維護等優點。
⑸、磁浮球液位計的應用
主要廣泛運用于石油加工、食品加工、化工、水處理、制藥、電力、造紙、冶金、船舶和鍋爐等領域中的液位測量。
⒉投入式
投入式液位計(靜壓液位計/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器)是一種測量液位的壓力傳感器.靜壓投入式液位變送器(液位計)是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理,采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器,將靜壓轉換為電信號,再經過溫度補償和線性修正,轉化成標準電信號(一般為4~20mA/1~5VDC)。
投入式液位計采用先進的隔離型擴散硅敏感元件制作而成,直接投入容器或水體中即可精確測量出水位計末端到水面的高度,并將水位值通過4-20mA電流或RS485信號對外輸出。投入式液位計DATA-51系列廣泛應用于城市供排水、污水處理、地下水、水庫、河道、海洋等水位監測領域。
投入式液位計DATA-51系列
特點:
◆ 靈敏度高,響應時間≤1ms。
◆ 精度等級高,可達0.1級。
◆ 全不銹鋼密封結構,IP68防水。
◆ 聚氨酯導氣電纜,耐高溫、耐腐蝕。
◆ 體積小巧,便于安裝、投放。
技術參數:
量程:0~5,10,15,20,25,30m或定制
精度等級:0.1%FS;0.5%FS(可選)
穩定性能:±0.05%FS/年;±0.1%FS/年
過載能力:150%FS
零點溫度系數:±0.01%FS/℃
滿度溫度系數:±0.02%FS/℃
防護等級:IP68
輸出信號:RS485、4-20mA(可選)
供電電源:9V~36V DC
環境溫度:-10℃~80℃
存儲溫度:-40℃~85℃
結構材料:外殼:不銹鋼1Cr18Ni9Ti 密封圈:氟橡膠
膜片:不銹鋼316L 電纜:φ7.2mm聚氨酯專用電纜
⒊磁翻板
高溫高壓磁翻板液位計是我公司為拓寬UHZ系列磁翻板液位計的使用范圍,更廣泛地滿足電力、供熱、供氣等行業的要求,采用獨特的散熱方式,有效地控制了介儀表的工作溫度,避免了磁性元件在高溫條件下退磁,確保儀表工作可靠,可測量高溫450℃,高壓25MPa,在國內同行業中處于領先地位。
該液位計適用于高溫高壓液體容器的液位、界位的測量和控制。清晰的指示出液位的高度,顯示直觀醒目,指示器與貯罐完全隔離,使用安全、設計合理、結構簡單、安裝方便可靠、性能穩定、使用壽命長、維修費用低、便于安裝維護等優點。
用戶可根據工程需要,配合遠傳變送器使用,可實現就地數字顯示,以及輸出4~20mA的標準遠傳電信號,以配合記錄儀表,或工業過程控制的需要。也可以配合磁性控制開關或接近開關等使用,對液位監控報警或對進液出液設備進行控制。
技術參數
測量范圍:200…….~15000㎜(超過6000mm的或運輸條件不允許超過長度的液位計可采購分段制造)
顯示精度:±10mm;
工作壓力:6.3、10.0、16.0、25.0MPa;
介質溫度:-20℃~450℃;
介質密度:≥.0.5g/cm3;
介質密度差:≥.0.15g/cm3(測量界位)
介質粘度:≤0.4Pa·S;
過程連接:DN20/25 PN1.0 (執行標準HG20592~20635-97),如需其它標準可按客戶要求制造。
接液材質:316SS、316L等等(按介質化學性質及使用溫度壓力選擇);
浮子材質:316SS、316L、鈦等。
⒋內浮式
內浮式雙腔液位計(粘稠介質液位計),是采用加拿大技術,是一種針對高粘稠介質而研發的專用液位測量儀表。該產品是在磁浮子液位計的基礎上進行的技術升級,完全克服磁浮子液位計對粘稠介質長期以來測量不準確、腔體內部的液體與浮子粘附、維護困難等諸多弊病。
內浮式磁性液位計是一種雙腔液位計,被測介質與磁性面板端的腔體隔離,容器端腔體內部與浮子經過特殊處理后,確保了浮子跟隨液位的變化線性地傳遞給磁性面板,并清晰準確地指示出液位的高度。它即能現場顯示,兼顧報警控制和輸出遠傳信號。是一機多能的液位測量儀表,是測量粘稠介質最佳的液位測量儀表。
⒌磁致伸縮式液位計
探棒上端電子部件產生低壓電流脈沖,開始計時,產生磁場沿磁致伸縮線向下傳播,浮子隨著液位變化沿測量竿上下移動,浮子內有磁鐵,也產生磁場,兩個磁場相遇,磁致伸縮線扭曲形成扭應力波脈沖,脈沖速度已知,計算脈沖傳播時間即對應液位精確變化。
精度較高。適用于油類液體。
安裝維護復雜,市場普及率低。(注:脈沖原理,疑也有雷達液位計的缺點)
⒍超聲波液位計
超聲波液位計是由微處理器控制的數字物位儀表。在測量中脈沖超聲波由傳感器(換能器)發出,聲波經物體表面反射后被同一傳感器接收,轉換成電信號。并由聲波的發射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。
無機械可動部分,可靠性高,安裝簡單、方便,屬于非接觸測量,且不受液體的粘度、密度等影響。
精度比較低,測試容易有盲區。不可以測量壓力容器,不能測量易揮發性介質。
⒎電容式液位計
采用測量電容的變化來測量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內,金屬棒作為電容的一個極,容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數ε1和液面上的介電常數ε2不同,比如:ε1》ε2,則當液位升高時,兩電極間總的介電常數值隨之加大因而電容量增大。反之當液位下降,ε值減小,電容量也減小。所以,可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數的差值,而且,只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確,因被測介質具有導電性,所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。
傳感器無機械可動部分,結構簡單、可靠;精確度高;檢測端消耗電能小,動態響應快;維護方便,壽命長。被測介質需為導電率不低于10-3S/M的非結晶導電液體。
被測液體的介電常數不穩定會引起誤差。電容式液位計一般用于調節池、清水池測量。(注:液化氣是否會對測量造成影響未知待確定)
⒏靜壓(差壓)式液位計
由于液柱的靜壓與液位成正比,因此利用壓力表測量基準面上液柱的靜壓就可測得液位。根據被測介質的密度及液體測量范圍計算出壓力或壓差范圍,再選用量程、精確度等性能合適的壓力表或差壓表。
普及范圍廣,容易校準。
受介質密度和溫度影響很大,所以常常精度比較差,而為消除這些影響,需要很多其他測試儀表,結果搭建一套完善的靜壓測量系統價格很高。
⒐電磁波雷達液位計(導波雷達液位計)
雷達液位計采用發射—反射—接收的工作模式。雷達液位計的天線發射出電磁波,這些波經被測對象表面反射后,再被天線接收,電磁波從發射到接收的時間與到液面的距離成正比,關系式如下:D=CT/2
(D:雷達液位計到液面的距離C:光速T:電磁波運行時間)
雷達液位計記錄脈沖波經歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數,則可算出液面到雷達天線的距離,從而知道液面的液位。
不需要傳輸媒介,不受大氣、蒸氣、槽內揮發霧影響的特點,能用于揮發介質的液位測量。采用非接觸式測量,不受槽內液體的密度、濃度等物理特性的影響。
價格昂貴。儀表需要設置的參數較多,一旦出現問題,通常很難查出是什么原因造成的。如果天線本身不慎沾上介質會報錯。如有結晶結冰現象會報錯,需加熱保溫處理,并清理天線。
⒑儲罐液位計
儲罐液位計根據浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當被測容器中的液位升降時,液位計主導管中的浮子也隨之升降,浮子內的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到現場指示器,驅動紅、白翻柱翻轉180°,當液位上升時,翻柱由白色轉為紅色,當液位下降時,翻柱由紅色轉為白色,指示器的紅、白界面為容器內介質液位的實際高度,從而實現液位的指示。
二.如何選擇適合的液位計?
選擇適合的液位計可以保證液位計更好的應用于實際工作之中。在選用液位計時,我們應該遵照被測流體介質的物理性質與化學性質來確定自己適用的液位計,使液位計的通徑、流量范圍、內部材料、電極材料與輸出電流等屬性都能適應于被測流體的性質與流量測量的要求。
1、確定被測流體介質
根據被測流體介質的物理性質和化學性質,選擇相適應的液位計。
2、明確液位計參數
在選擇液位計的過程中,要明確液位計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等參數。應該選擇符合被測流體的性質和流量測量要求的液位計。
3、精密功能檢查
精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精度等級,做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合,應該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級,或者更高等級。用于過程控制的場合,根據控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做精確控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至 4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式液位計。
4、可測量的介質
測量介質流速、儀表量程與口徑測量一般的介質時,液位計的滿度流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內選用,范圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一定與工藝管道相同,應視測量流量范圍是否在流速范圍內確定,即當管道流速偏低,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提高管內流速,得到滿意測量結果。