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常見液位計介紹

來源:南京金諾儀表有限公司   2025年02月27日 09:50  

常見液位計介紹

在工業生產與日常生活的眾多場景中,液位計作為精準測量液體液位高度的關鍵儀器,發揮著作用。其廣泛應用于石油、化工、電力、環保等諸多領域,為生產流程的穩定運行、資源的合理利用以及環境的有效監測提供了重要支持。隨著科技的飛速發展,液位計的種類日益豐富多樣,技術也在不斷革新。接下來,為你詳細介紹幾種常見的液位計。
  1. 磁翻板液位計:磁翻板液位計依據連通器原理精心打造,其主導管內液位與容器設備內液位高度始終保持一致,如同兩個緊密相連的伙伴,時刻同步變化。磁性浮子在液體中,浮力與重力相互作用,達成平衡后悠然浮于液面上。當液位發生升降時,浮子內的磁鋼宛如一位指揮家,通過磁耦合巧妙地驅動指示器內的紅白翻柱翻轉 180°。液位上升時,翻柱如同變魔術般由白色轉為紅色;下降時,則從紅色變回白色。操作人員只需觀察紅、白界位,就能清晰知曉容器內介質液位的實際高度。

其正常工作條件有著明確的范圍界定,相對濕度需在 5% - 100% 之間,環境壓力維持在 86kPa - 108kPa,測量范圍通常為 0 - 12 米(若超過 6m,便需用法蘭連接,以確保測量的穩定性與準確性),介質壓力范圍在 1.0 - 16.0MPa,介質溫度可在 - 120 - 450℃ 區間內正常運行,介質粘度要求≤0.05Pa?S ,接液材質包含不銹鋼 304、316、Ti 等,這些優質材料賦予了它出色的耐腐蝕性與可靠性。在石油加工、食品加工、化工、制藥等行業的液位測量、控制與監測工作中,磁翻板液位計是常客。例如在石油煉制過程中,它能精準監測油罐內液位,確保生產流程的順暢。它的優點顯著,具備高密封、防泄漏特性,特別適用于高溫、高壓、耐腐蝕的復雜場合,對于有毒有害、強腐蝕介質,更能凸顯;然而,它也存在一些局限性,磁性浮子與介質直接接觸,這就對浮球的密封要求極為嚴苛,并且無法測量粘性介質,在面對這類介質時,就顯得有些力不從心。
  1. 磁致伸縮液位計:磁致伸縮液位計的結構較為精巧,主要由不銹鋼管(測桿)、磁致伸縮線(波導絲)、可移動浮子(內部含有磁鐵)等部分組成,各部分協同工作,如同精密的機械鐘表。工作時,電路部分在波導絲上激勵出脈沖電流,瞬間產生脈沖電流磁場。浮子如同靈動的舞者,隨著液位的變化而移動。當浮子內部的磁環磁場與脈沖電流磁場相遇時,就像兩顆星星碰撞出火花,促使波導絲產生扭轉波脈沖。通過精確測量發射脈沖電流與扭轉波的時間差,就能如同解數學方程般準確確定浮子的位置,也就是液面的位置。該液位計對復雜環境適應性好,無需進行實際標定,大大節省了時間與人力成本。安裝維護也極為方便,測量量程范圍較大,可滿足不同規模的測量需求。配套二次儀表后,可進行標定輸出,從而輕松實現物聯網全自動化工作,測量精度高,能為生產提供精準的數據支持。整體結構精巧,具備防塵防污功能,不僅可測量液體液位,還能測量界面液位,功能十分齊全。在大型液體或粉體儲罐中,常常能看到它精準測量液位的身影,為企業的生產運營保駕護航。

  2. 干簧式液位計:干簧式液位計的傳感器主導管內裝有一組干簧管和精密電阻,它們如同緊密合作的團隊。當管外的磁性浮子隨著液位上下變化時,主導管內處于液面處的干簧就像被無形的手指揮著,依次接通,從而使傳感器的電阻值發生變化。接著,接線盒內的轉換電路模塊迅速響應,將這一阻值轉換成 4 - 20mA 的電流輸出。在一些小型儲液罐的液位監測場景中,干簧式液位計憑借其簡單可靠的特性,發揮著重要作用,以較低的成本實現了液位的有效監測。

  3. 雷達液位計:雷達液位計采用發射 — 反射 — 接收的經典工作模式,其天線如同敏銳的眼睛,發射出電磁波。電磁波經被測對象表面反射后,再次被天線接收。這里電磁波從發射到接收的時間與到液面的距離成正比(D = CT/2 ,其中 D 為雷達液位計到液面的距離,C 為光速,T 為電磁波運行時間 ),通過精確記錄脈沖波經歷的時間,就能像用尺子測量一樣計算出液面到雷達天線的距離,進而得知液位情況。在實際運用中,存在調頻連續波式和脈沖波式兩種類型。采用脈沖波技術的液位計功耗較低,可用二線制的 24V DC 供電,容易實現本質安全,并且精確度高,適用范圍更為廣泛。它適用于對液體、漿料及顆粒料的物位進行非接觸連續測量,在溫度、壓力變化較大,有惰性氣體或蒸汽存在的場合也能穩定工作 。例如在化工生產中,對反應釜內的物料液位測量,雷達液位計就能大顯身手。它的優點是無盲區、高精度,不需要傳輸介質,不受壓力變化、真空、溫度變化等環境因素的影響,還能用于揮發介質的測量;但缺點也較為突出,價格昂貴,儀表需要設置的參數較多,當天線沾染介質時會報錯,若有結冰現象還需清理天線,而且最初安裝時要求罐內無介質,這些因素在一定程度上限制了它的應用范圍。

  4. 超聲波液位計:超聲波液位計通過探頭發射超聲波,就像發出一聲聲呼喊,超聲波被液面反射后,再被探頭接收。其中,探頭到液(物)面的距離和超聲波經過的時間成比例(距離 (m) = 時間 × 聲速 / 2 (m) ,值得注意的是,聲速會隨溫度變化,環境聲速 = 331.5 + 0.6× 溫度 )。該液位計可靠性高、穩定性好,具備自動功率調整和溫度補償功能,傳感器支持多種材質定制,可滿足各種腐蝕性現場的需求。它具有較強的抗干擾能力,采用 16 位 D/A 轉換,有效提高了電流輸出的精度和分辨率。由于采用非接觸測量方式,被測介質幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。不過,它也有一些使用限制,測量工況中不宜存在障礙物,否則會影響聲波發射,造成信號丟失,而且受介質壓力、溫度、氣流、濕度等因素影響較大,在真空環境和有大量粉塵的工況中不適用,對于有水霧、易產生大量泡沫性介質、易揮發性介質的場合同樣不能使用。在污水處理廠中,對水池液位的測量,超聲波液位計能憑借其特性,提供準確的數據。

  5. 壓力式液位計(靜壓式液位計):壓力式液位計通過測量液體高度產生的靜壓力來測定液體液位。將液位變送器的傳感器部分投入液體介質中,傳感器就像一位敏銳的感知者,將液體靜壓轉換為電壓信號,經過放大后轉化成相應液位高度,再經液位計自帶模塊轉換成 4 - 20mADC 標準電流信號輸出。它僅適用于罐類與大氣相通的液位測量,如果罐內有壓力,則應采用壓差式液位計。例如在小型自來水儲水池液位測量中,壓力式液位計能發揮其簡單實用的優勢。其優點是靜壓與液位成正比,利用壓力表測量基準面上液柱靜壓就可測得液位,普及范圍較廣,校準也相對容易;但缺點是受介質密度和溫度影響較大,精度較差,若要搭建完善的靜壓測量系統,成本較高,在對精度要求較高的場景中,就顯得有些力不從心。

  6. 電容式液位計:電容式液位計依據電容感應原理工作,當被測介質浸汲測量電極的高度發生變化時,就像撥動了電容的琴弦,引起電容的變化。它可將各種物位、液位介質高度變化轉換成標準電流信號,遠傳至操作控制室,供二次儀表或計算機裝置進行集中顯示、報警或自動控制。良好的結構及安裝方式使其適用于高溫、高壓、強腐蝕,易結晶,防堵塞,防冷凍及固體粉狀、粒狀物料的測量場景。在化工生產中,對于一些具有腐蝕性、易結晶的物料液位測量,電容式液位計能發揮重要作用。但它不適用于介電常數或物料濕度變化過大的場合,以及物料顆粒大于 15mm 而不能與電良好接觸的固體介質,在面對這些特殊情況時,需要選擇其他更合適的液位計。

  7. 射頻導納式液位計:射頻導納式液位計是從電容式發展而來的,是電容式物位技術的升級產品。儀表工作時,傳感器與灌壁及被測介質形成導納值,當物位發生變化時,導納值也會相應變化,電路單元將測量導納值轉換成物位信號輸出,從而實現物位測量 。相比電容式液位計,它的適用性更為廣泛,就像一位全能選手,能應對更多復雜的測量場景。在大型石油儲罐的液位監測中,射頻導納式液位計能憑借其性能,提供更準確、穩定的測量數據。

  8. 浮球液位計:浮球液位計基于浮力和靜磁場原理設計,浮球中的磁體和傳感器(磁簧開關)相互作用,如同默契的搭檔,使串聯入電路的元件(如定值電阻)數量發生變化,進而使儀表電路系統的電學量改變,通過檢測電學量變化就能反映容器內液位情況。它可直接輸出電阻值信號,也可配合變送模塊輸出電流值(4 - 20mA)信號,還能配合其他轉換器輸出電壓信號或者開關信號,實現電學信號的遠程傳輸、分析與控制。有側底安裝、頂置安裝、側側安裝三種方式 ,具有結構簡單,安裝調試方便、精度高、穩定性能好、密封好、耐壓好等特點,適用于大部分液體的液位測量,廣泛應用于石油、化工、輕工、環保、冶金、建材、食品等行業。在一些易燃易爆的化工生產車間,防爆型浮球液位計能確保液位測量的安全與準確,為生產安全提供了有力保障。

  9. 玻璃管液位計:玻璃管液位計基于連通器原理設計,由玻璃管及液位計主體構成,液體通路經接管用法蘭或錐管螺紋與被測容器連接構成連通器,透過玻璃管觀察到的液面與容器內液面相同,此即為液位高度。按 hg21592 - 95 標準生產的液位計,兩端針型閥具有截止閥作用,內部鋼球具備逆止閥功能,當液位計破損泄漏時可自動關閉液體通道,就像一位忠誠的衛士守護著安全。改變零件材料或增加附屬部件,可實現防腐、保溫、防霜、照明等功能。由于玻璃管易碎,一般都會帶有護套,有的還帶有取樣閥 。一般推薦長度不超過 2 米,若測量超過 2m 高液位時,推薦采用多段交錯安裝。它具有結構簡單、經濟實用、安裝方便、工作可靠、使用壽命長等優點,但內表面易沾污,會造成讀數困難,且不便于遠傳和調節,常用于自動化程度不很高的大型工程項目中液位的測量和監測。在一些小型工廠的簡易儲液罐液位監測中,玻璃管液位計以其簡單實用的特點得到應用,為生產提供了基礎的液位數據支持。


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