液位測(cè)量?jī)x表

1、3 3、液位測(cè)量?jī)x表、液位測(cè)量?jī)x表3.1、基本概念、基本概念 液位測(cè)量?jī)x表是測(cè)量液態(tài)的液位測(cè)量?jī)x表是測(cè)量液態(tài)的液面液面的工業(yè)自動(dòng)化的工業(yè)自動(dòng)化儀表。測(cè)量罐、塔和槽等容器內(nèi)液體高度，或液儀表。測(cè)量罐、塔和槽等容器內(nèi)液體高度，或液面位置的儀表稱(chēng)為面位置的儀表稱(chēng)為液位計(jì)液位計(jì)。 液位測(cè)量?jī)x表的種類(lèi)很多，常用的有直讀式液位測(cè)量?jī)x表的種類(lèi)很多，常用的有直讀式液位計(jì)、差壓式物位儀表、浮力式液位計(jì)、電容液位計(jì)、差壓式物位儀表、浮力式液位計(jì)、電容式物位儀表、聲波式物位儀表和核輻射物位儀表。式物位儀表、聲波式物位儀表和核輻射物位儀表。此外，還有雷達(dá)、翻板式和光導(dǎo)等液位測(cè)量?jī)x表。此外，還有雷達(dá)、翻板式和光導(dǎo)等液位

2、測(cè)量?jī)x表。 3、液位測(cè)量?jī)x表、液位測(cè)量?jī)x表 3.2 3.2、直讀式液位計(jì)、直讀式液位計(jì) 直讀式液位計(jì)是將直讀式液位計(jì)是將指示液位用的玻璃管或指示液位用的玻璃管或特制的玻璃板接于被測(cè)特制的玻璃板接于被測(cè)容器，根據(jù)容器，根據(jù)連通管連通管原理，原理，從玻璃管或玻璃板上的從玻璃管或玻璃板上的刻度讀出液位的高度。刻度讀出液位的高度。直讀式液位計(jì)結(jié)構(gòu)直讀式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)單、直觀直觀，但只能就地讀數(shù)，但只能就地讀數(shù)，不能不能遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)傳。 3.3 3.3 差壓式液位計(jì)差壓式液位計(jì) 差壓式液位計(jì)是利用容器內(nèi)液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)發(fā)生變化的原理進(jìn)行工作的，液位越高，靜壓越大。這樣就把測(cè)量液位高度的問(wèn)

3、題轉(zhuǎn)換為測(cè)量差壓的問(wèn)題了。因此，采用各種類(lèi)型的差壓變送器（液位變送器）都可以測(cè)量容器液位的高度。 3.3 3.3 差壓式液位計(jì)差壓式液位計(jì) 3.3.1 如果測(cè)量敞口容器的液位，則采用如圖3-2的形式，其差壓變送器的負(fù)壓室通大氣，正壓室通過(guò)導(dǎo)壓管和閥門(mén)與容器的取壓點(diǎn)連接。 3.3 3.3 差壓式液位計(jì)差壓式液位計(jì) 3.3.2 如果測(cè)量壓力容器的液位，則采用如圖3-3的形式，其差壓變送器的正負(fù)壓室都要通過(guò)導(dǎo)壓管和閥門(mén)與容器的上下限液位取壓點(diǎn)連接，以平衡容器內(nèi)氣相壓力P的靜壓作用。 3.4 3.4 浮子式液位計(jì) 3.4.1 浮子式液位計(jì) 如圖3-1所示，浮子式液位計(jì)是利用漂浮在液面上的浮子所產(chǎn)生的位

4、移或浮力隨液位的變化，經(jīng)傳遞、變送、由相應(yīng)的儀表進(jìn)行液位顯示。 3.4 3.4 浮子式液位計(jì) 目前液位變送器種類(lèi)較多，常用的光電型（碼帶式光導(dǎo)液位計(jì)）、碼盤(pán)型（鋼帶式液位計(jì)）。 浮子式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、精度較高，是目前使用比較普遍的一種液位計(jì)。 如圖3-4所示，超聲波液位計(jì)的原理是通過(guò)安裝于容器頂部的換能器，向液面垂直發(fā)射超聲波，然后再接收由液面反射回的超聲波，利用聲波在空氣中的傳播速度和反射時(shí)間，計(jì)算出容器內(nèi)的空高h(yuǎn)，再根據(jù)已知容器高度L減去空高h(yuǎn)而得液位高度H。3.5 超聲波液位計(jì)3.6 雷達(dá)液位計(jì)3.6.1雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理n雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射反射接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線

5、發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下： D=CT/2 式中 D雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離； C光速；T電磁波運(yùn)行時(shí)間。 雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道液面的液位。 在實(shí)際運(yùn)用中，雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì)，功耗大，須采用四線制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。3.6.2 雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)n(1) 采用一體化設(shè)計(jì)，無(wú)可動(dòng)部件

6、，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長(zhǎng)。n(2) 測(cè)量時(shí)發(fā)出的電磁波能夠穿過(guò)真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣、蒸氣、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測(cè)量。n(3)雷達(dá)液位計(jì)幾乎能用于所有液體的液位測(cè)量。電磁波在液位表面反射時(shí)，信號(hào)會(huì)衰減，當(dāng)信號(hào)衰減過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)無(wú)法測(cè)到足夠的電磁波信號(hào)。介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0)也能夠保證足夠的反射波，介電常數(shù)越大，反射信號(hào)越強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。n(4)采用非接觸式測(cè)量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。n(5)測(cè)量范圍大，最大的測(cè)量范圍可達(dá)035m，可用于高溫、高壓的

7、液位測(cè)量。n(6)天線等關(guān)鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)的環(huán)境。n(7)功能豐富，具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實(shí)際液位，軟件能自動(dòng)地標(biāo)識(shí)出液面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。n(8)參數(shù)設(shè)定方便，可用液位計(jì)上的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有PC機(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計(jì)的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便。3.6.3 雷達(dá)液位計(jì)安裝n雷達(dá)液位計(jì)能否正確測(cè)量，依賴(lài)于反射波的信號(hào)。如果在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線或在信號(hào)波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)都不能正確反映實(shí)際液位。因此，合理選擇安裝位置對(duì)雷達(dá)液位計(jì)十分重要，在安裝時(shí)應(yīng)注意

8、以下幾點(diǎn)：n(1)雷達(dá)液位計(jì)天線的軸線應(yīng)與液位的反射表面垂直。n(2)槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的黏附物和階梯等物體，如果在雷達(dá)液位計(jì)的信號(hào)范圍內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測(cè)量。在安裝時(shí)要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。n(3)喇叭型的雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口要超過(guò)安裝孔的內(nèi)表面一定的距離(10mm)。棒式液位計(jì)的天線要伸出安裝孔，安裝孔的長(zhǎng)度不能超過(guò)100mm。對(duì)于圓型或橢圓型的容器，應(yīng)裝在離中心為1/2R(R為容器半徑)距離的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器頂?shù)闹行奶帲駝t雷達(dá)波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂?shù)闹行奶帲纬珊軓?qiáng)的干擾波，會(huì)影響準(zhǔn)確測(cè)量。n(4)對(duì)液位波動(dòng)較大的容器的液位測(cè)量，可采用附帶旁通管的液位計(jì)，以減少液位波動(dòng)的影響。n安裝完畢以后，可以用調(diào)試軟件的 PC機(jī)觀察反射波曲線圖，來(lái)判斷液位計(jì)安裝是否恰當(dāng)，如不恰當(dāng)，則進(jìn)一步調(diào)整安裝位置，直到滿(mǎn)意為止。3.6.4 雷達(dá)液位計(jì)的維護(hù) n雷達(dá)液位計(jì)主要由電子元件和天線構(gòu)成，無(wú)可動(dòng)部件，在使用中的故障極少。使用中偶爾遇到的問(wèn)題是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機(jī)物會(huì)在雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口或天線上結(jié)晶，對(duì)它們只要定期檢查和清理即可，維護(hù)量少。n在日常維護(hù)中，可以用PC機(jī)遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖，對(duì)于后來(lái)可能新產(chǎn)生的干擾波，可以利用液位計(jì)有識(shí)別虛假波的功能，除去這些干擾反射波的影響，保證準(zhǔn)確測(cè)量。 3.7 液位