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投入式液位計
結構簡單,使用方便,被稱之為
"靜壓液位計、液位變送器、液位傳感器、水位傳感器",
廣泛應用于石油,化工,電力等領域的行業(yè),本文主要是介紹它在工業(yè)中的應用。
一、投入式液位計測量原理
投入式液位計的基本工作原理就是靜壓液位測量,即所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理。液體介質中,某一個深度產生的壓力就是測量點以上的介質自身的重量所產生的。它與介質的密度和當地的重力加速度成正比。通過公式P=ρGH 反映了他們之間的比例關系。其中P=壓力,ρ=介質密度,G=重力加速度,H=測量點的深度。
投入式液位變送器一般采用擴散硅或陶瓷敏感元件的壓阻效應,將靜壓轉成電信號。經過溫度補償和線性校正。轉換成4-20mADC 標準電流信號輸出。投入式液位變送器的傳感器部分可直接投入到液體中,變送器部分可用法蘭支架固定,安裝使用極為方便。固態(tài)結構,無可動部件,高可靠性,使用壽命長從水、油到粘度較大的糊狀都可以進行高精度測量,不受被測介質起泡、沉積、電氣特性的影響寬范圍的溫度補償。它還具有電源反相極性保護及過載限流保護。
二、投入式液位計的特點
投入式液位計精巧的結構,簡單的調校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。可帶有重錨的傳感器,適用于石油、化工、電力等行業(yè)的液位測量。
投入式液位計優(yōu)點主要是:測量精度高;安裝方便;信號可遠傳遙控;可以通過選擇不同的材料抵抗各種介質的腐蝕;適合用于防爆場合;價格適中。穩(wěn)定性好,滿度、零位長期穩(wěn)定,不受被測介質起泡、沉積、電氣特性的影響。具有反向保護、限流保護電路,在安裝時正負極接反不會損壞變送器,異常時送器會自動限流。固態(tài)結構,無可動部件,高可靠性,結構簡單、經濟耐用,使用壽命長。
投入式液位計缺點表現為:測量信號需要換算;無法測量超過125℃的高溫介質溫度;測量介質的密度必須均勻一致。了解了投入式液位計的基本工作原理之后,很多人對投入式液位變送器主要技術指標是一知半解。
三、
投入式液位變送器
主要技術指標
以某一種投入式液位計為例,其測量范圍:0.3~110m 精度:0.2、0.5、1.0 級,工作溫度:-20~80℃,輸出信號:二線制4~20mADC,電源電壓:標準24VDC,不靈敏區(qū):≤±1.0%FS 負載能力:0-600Ω,相對溫度:≤85% 。防護等級:IP68 防爆標志:ExiaⅡCT4-7.
四、投入式液位計的應用
投入式靜壓液位計具有標準的保護功能,以防止浪涌電壓、射頻干擾、過電壓和反極性保護,以確保高可靠性。目前,立式金屬罐底量測量還處于離線狀態(tài),即在空罐狀態(tài)下由人工測量,再通過幾何測量法給出的公式得出底量增
量。這種方法無法實現自動測量,費時費力,而且實時性差。而投入式液位計能彌補這一不足。投入式液位計是液位計中比較特殊的一種,我們平常看到的那樣液位計都有一個特點,那就是只能夠測量一些精致的或者是沒有流速的液體,但投入式液位計能夠測量到流速非常的快液體物位。從而可以廣泛地用于非密封場合(敞口容器)的液位測量。
1.應用案例:
某煤化工公司循環(huán)水裝置應用投入式液位計9 臺,用于測量循環(huán)水涼水塔塔下水池的液位,污水處理裝置應用投入式液位計3 臺,用于測量污水集水池的液位。回用水裝置應用投入式液位計3 臺,用于測量回用水回收池液位及回收水儲罐液位。效果良好。之前均使用超聲波液位計,探頭夏季存在凝液情況,冬季結霜嚴重,影響測量,波動很大。
某鋼鐵集團污水處理廠提供投入式液位計,對需凈化處理的含大量酸性溶液的污水儲液槽進行液位監(jiān)控。介質中同時有大量的鐵屑漂浮物。安裝時,不將液位計投入到槽底,而是懸浮在距離槽底1M 左右的位置,并定期進行清洗。保證探頭不被埋沒在槽底污物中,并且保持探頭膜片的潔凈。
長江航道大壩船閘采用投入式液位計對閘門上下游液位進行監(jiān)控,保證船只在通過閘門時安全平穩(wěn)。具體應用:在閘門內外各安裝一套投入式液位計,通過內外側液位變化的速度調整閘門打開的位置,直至上下游水位一致,船只通過后,關閘蓄水。
2.與其他種類液位計的比較
在工業(yè)領域中,要測量液位,除了投入式液位計的靜壓液位測量外,還有許多其他的方式和原理。
浮球液位計是一種依靠浮力原理測量液位的方法。通常是通過浮球與刻度尺配合的方式,使觀測者能夠直觀讀取液位的高度。優(yōu)點:能夠快速、直觀地讀數;價格低廉;安裝簡便。缺點:精度低;安裝受容器形狀結構的限制比較大;不適合用于腐蝕性強、有危險性的介質;無法實現遠傳和調節(jié)。
磁翻板液位計是靠安裝在容器內部的磁力浮子,帶動容器外部的磁力翻板翻轉實現信號轉換和液位顯示。優(yōu)點:能夠快速、直觀地讀數;價格較低;可實現遠傳和調節(jié)。缺點:精度低;安裝復雜;量程限制;安裝體積比較大。
電容式液位傳感器是利用電容兩極板間電容值變化測量液面的高低。優(yōu)點:體積較小,容易實現遠傳和調節(jié);適用于具有腐蝕性和高壓介質。缺點:介質和液面上部的介電常數必須保持恒定才能準確測量;測量范圍受金屬棒長度限制;對容器材質有較高的要求;被測介質具有導電性。
雷達液位計是通過探測自身發(fā)出的微波(波長很短的電磁波)被液面反射后的信息換算物面位置。優(yōu)點:可以測量壓力容器內液位,可以忽略高溫、高壓、結垢和冷凝物的影響;精度較高;與介質無直接接觸;耐腐蝕性強;可在真空環(huán)境中使用;安裝簡便。缺點:價格昂貴;受容器幾何結構和材料特性影響;容易受電磁波干擾。
超聲波液位計是通過探測自身發(fā)出的超聲波被液面反射后的信號換算物面位置的。優(yōu)點:與介質無直接接觸;耐腐蝕性強;精度較高;安裝簡便。缺點:價格比較昂貴;超聲波受傳輸媒介的氣體成分影響較大;受容器幾何結構特性影響較大;不適用于有氣泡或懸浮物的介質;容易受電磁波干擾,冬季使用容易結霜影響測量。
3.安裝注意事項
儀表安裝環(huán)境應符合要求,應盡量避免安裝在有劇烈振動,強熱源和有大量腐蝕性介質的環(huán)境中。測量頭安裝時檢查可配穩(wěn)定架,因穩(wěn)定架較重,裝配時應使夾子與測量之間的導氣電纜不受力,以防止導氣電纜接頭松動而泄漏。
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