前言

工業(yè)液位測量?jì)x表類(lèi)型眾多形式各異，有復雜的高科技儀表也有構造簡(jiǎn)單的機械儀表。長(cháng)期以來(lái)受生產(chǎn)廠(chǎng)商的誤導，使用者常常存在認識誤區，認為高科技的儀表就要比簡(jiǎn)單的儀表性能優(yōu)越，導致在液位儀表選型中一味的使用價(jià)格昂貴的儀表但實(shí)際效果并不理想，甚至遠遠不如結構簡(jiǎn)單的機械儀表，因此我們要根據實(shí)際的使用條件來(lái)合理選擇液位儀表。

 

液位儀表的分類(lèi)

工業(yè)現場(chǎng)使用的液位儀表根據不同的測量機理主要分為：液面法（雷達、超聲波）、靜壓法（壓力/差壓傳感器）、介電常數法（射頻導納、電容、音叉）、變浮力法（浮筒）和恒浮力法（浮球、浮筒、浮盤(pán)、磁致伸縮、伺服）五大類(lèi)。每一類(lèi)都會(huì )衍生出多種測量?jì)x表，針對不同的工藝環(huán)境而使用，實(shí)際使用中*直觀(guān)*簡(jiǎn)單的液位儀表是浮子液位計。浮子液位計的本體能夠在現場(chǎng)直觀(guān)醒目的顯示出真實(shí)的液位，外部安裝遠傳信號處理器就可實(shí)現液位遠傳功能。

 

浮子液位計測量原理

浮子液位計是基于恒浮力原理制成的液位檢測儀表，其核心部件是一個(gè)內部中空的不銹鋼金屬浮子?；诓煌囊后w密度廠(chǎng)家制造出高度不同的浮子，保證浮子在液體中能夠剛剛飄浮露出上部的圓弧形頂部空間，始終保證浮子漂浮在液面之上，這樣介質(zhì)的液位變化就會(huì )引起浮子的高度變化，只要檢測出浮子的高度就可知介質(zhì)的液位。

 

實(shí)際使用中的液體介質(zhì)密度會(huì )隨著(zhù)物料組分和溫度變化出現一些偏差，偏離正常的理論密度。由于浮子在液面上有一個(gè)弧形的頂部空間作為緩沖，液體密度較小偏離正常值，浮子所受浮力有輕微的變化，重新進(jìn)行力的平衡，浮子露出液面的高度會(huì )有小幅度的變化，只要滿(mǎn)足浮子不全部淹沒(méi)于液面以下，浮子就能真實(shí)的反映出液體的液面高度。

 

由于浮子具有一定的介質(zhì)密度變化自適應的特點(diǎn)，因此其浮子的高度真實(shí)的表征了液體的高度，在工業(yè)現場(chǎng)應用非常普遍。

 

浮子液位計的構造

浮子高度的檢測是通過(guò)磁性傳導來(lái)實(shí)現的，根據液位計磁性材質(zhì)所在位置的不同，浮子液位計分為內裝式液位計和外裝式液位計兩種類(lèi)型。

 

現場(chǎng)使用的浮子液位計如圖：

 

內裝式浮子液位計

內裝式浮子液位計，本身不設置測量筒，浮子直接安裝于液體的容器中，適用于被測液體無(wú)壓力的開(kāi)口容器或微壓的密封儲罐的液位測量，如：零位罐、地下池的液位檢測。浮子液位計從這些容器池的上部安裝，因此內裝式浮子液位計也叫頂裝式浮子液位計。

 

浮子直接安裝于液體的容器中，浮子的高度始終在地面以下，人員無(wú)法觀(guān)察浮子的高度。浮子本身不帶有磁性，其頂端固定一細長(cháng)的金屬傳導桿，傳導桿伸入地面以上的保護筒中，傳導桿的頂端安裝一磁性的金屬小球，當低端的測量浮子在液面*低時(shí)，傳導桿頂部的磁性浮球正處于外部護套筒的*低端。在護套筒外表面安裝就地指示的紅白磁性轉珠面板，磁珠受導桿頂部的磁球磁性影響反轉而出現顏色變化，由此能夠指示出浮子的高度即液體的液位高度。

 

為防止液體的晃動(dòng)對浮子產(chǎn)生橫向的沖擊波動(dòng)，內裝式浮子液位計在安裝法蘭處設有一個(gè)縮徑的限位孔，廠(chǎng)家提供帶有消波的鏤空金屬筒已減輕浮子在容器中的橫向波動(dòng)性，用戶(hù)根據現場(chǎng)情況而定。

 

外裝式浮子液位計

外裝式浮子液位計，浮子不直接安裝于液體的容器中，通過(guò)一個(gè)連通器的測量筒與容器的側壁相連。因此也叫做側裝式浮子液位計，主要用于地面以上的儲罐、臥罐、塔器的液位測量。

 

外裝式浮子液位計的浮子安裝在測量筒中，測量筒的外部安裝有現場(chǎng)指示的紅白磁珠面板，人員觀(guān)察方便，因此測量筒中的浮子不用另設傳導桿，浮子上部圓弧金屬筒中內置磁鐵，浮子的高度通過(guò)磁性傳導到外面的面板磁珠上，從而能夠指示出液體的高度。

 

浮子液位計內浮子的結構如下圖所示：

 

遠傳測量變送器

如果浮子液位計的液位信號需要遠傳到控制室顯示，那么只需在浮子液位計面板的側面安裝遠傳測量桿即可實(shí)現，內裝式和外裝式浮子液位計的遠傳測量桿的型號和安裝位置相同。

 

遠傳測量桿也叫磁浮子變送器，其通過(guò)一個(gè)與測量筒同樣長(cháng)的電路板，線(xiàn)性的把浮子的變化轉換為電阻值，然后經(jīng)過(guò)變送器電路板進(jìn)行處理輸出4—20mA信號。

 

電阻測量電路板安裝在一個(gè)不銹鋼的護套管內，電路板由相同阻值的電阻串聯(lián)而成，每個(gè)電阻的末端與電路板電源進(jìn)線(xiàn)間并聯(lián)一個(gè)干簧管，干簧管內部有一個(gè)對磁性敏感的小觸點(diǎn)，遇到磁浮子的磁性時(shí)觸點(diǎn)吸合，此干簧管以下的所有電阻被短路，電路板的電阻值變小使變送器輸出電流變大。磁浮子上升或下降后干簧管的觸點(diǎn)在釋放，此點(diǎn)的電阻恢復功能。

 

下圖為浮子液位計的遠傳測量桿

 

安裝注意事項

內裝式浮子液位計

為防止被測液體的晃動(dòng)對浮子產(chǎn)生橫向的沖擊波動(dòng)，內裝式浮子液位計在安裝法蘭處設有一個(gè)縮徑的限位孔，但這樣的措施只能適應液體輕微晃動(dòng)的情況。

現場(chǎng)安裝內裝式浮子液位計要遠離容器的液體進(jìn)出口，選擇液體波動(dòng)*小的角落安裝。廠(chǎng)家提供帶有消波的鏤空金屬筒已減輕浮子在容器中的橫向波動(dòng)性，用戶(hù)可根據現場(chǎng)情況選用。

 

內裝浮子結構如圖所示：

 

外裝式浮子液位計

外裝式浮子液位計的測量筒是一個(gè)與容器側壁連接的連通器，為保證使用安全和維修方便，外裝式浮子液位計與容器之間的上下連接管應安裝手閥，浮子液位計測量筒下部應該安裝安全可靠的排污泄壓閥。

外裝式浮子液位計測量筒中的被測液體裸露在容器外部，若是易冷凝結晶的物質(zhì)，則需在測量筒外部進(jìn)行伴熱保溫措施。

 

遠傳變送器的安裝

浮子液位計遠傳測量桿的安裝要把測量桿內干簧管的位置緊貼測量筒的內側，遠傳桿的固定要使用不導磁的金屬卡，嚴禁使用鐵絲等易導磁的金屬物固定，特別是有保溫措施的外裝式浮子液位計防止保溫材料用鐵絲固定。

 

常見(jiàn)故障及處理

浮子液位計在使用中會(huì )出現一些故障，主要表現為液位不變化、液位突變、面板指示不準，遠傳與現場(chǎng)指示不一致等故障。從磁浮子的結構進(jìn)行分析，可把上述故障細分為以下四部分。

 

一、臟污

浮子外表附著(zhù)污物是浮子液位計故障的*主要原因。

外裝式浮子液位計

浮子本身帶有磁性，長(cháng)期使用中液體中的雜質(zhì)會(huì )逐漸吸附到浮子外表特別是帶有磁性的外表面，導致浮子外表畸形變大，在測量筒中空間減小，與測量筒內壁摩擦力變大，出現浮子卡澀現象，情況嚴重時(shí)會(huì )卡在測量筒中，致使浮子液位計的液位不變化或間歇性的液位突變。

磁浮子磁性外表面處吸附的污物減弱了磁性，浮子外部面板磁珠和遠傳測量桿所受到磁性減弱致使顯示不準，嚴重時(shí)無(wú)法感受磁性而失靈。

測量筒中的液體長(cháng)期處于不流動(dòng)的狀態(tài)，液體變質(zhì)污物沉淀增多，加重了磁性浮子外表面和測量筒內壁的臟污程度，使磁性浮子上下浮動(dòng)的摩擦力變大，而出現間歇性畫(huà)直線(xiàn)的故障現象。

內裝式浮子液位計

雖然測量浮子本身不帶磁性，但長(cháng)期處于液體中，浮子表面也會(huì )吸附一些雜質(zhì)，特別是被測介質(zhì)為污水、污油等臟污液體時(shí)，浮子吸附污物的現象很?chē)乐亍?/div>