第四章物位測量

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第四章 物位測量第一節(jié) 概述一、 物位測量基礎(chǔ)知識在工業(yè)生產(chǎn)過程中，常遇到大量的液體物料和固體物料，它們占有一定的高度。把生產(chǎn)過程中罐、塔、槽等容器中存放的液體表面位置稱為液位；把料斗、堆場倉庫等儲存的固體塊，顆粒、粉料等的堆積高度和表面位置稱為料位；兩種互不相溶的物質(zhì)的界面位置叫做界位。液位、料位以及相界面總稱為物位。對物位進行測量的儀表稱為物位檢測儀表。物位測量的主要目的有兩個：一是通過物位測量來確定容器中的原料、產(chǎn)品或半產(chǎn)品的數(shù)量，以保證連續(xù)供應(yīng)生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)所需的物料或進行經(jīng)濟核算；另一個是通過物位測量，了解物位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，以便使生產(chǎn)過程正常進行，保證

2、產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)安全。二、 分類(一)物位測量儀表的種類很多，如果按液位、料位和界位來分可分為：1、 測量液位的儀表：玻璃管（板）式、稱重式、浮力式（浮筒、浮球、浮標(biāo)）、靜壓式（壓力式、差壓式）、電容式、電感式、電阻式、超聲波式、放射性式、激光式及微波式等。2、 測量界面的儀表：浮力式、差壓式、電極式和超聲波式。3、 測量料位的儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式。(二)根據(jù)工作原理不同，物位測量儀表主要有下列幾種類型：1、直讀式物位儀表。這類儀表主要有玻璃管液位計、玻璃板液位計等。它們是利用連通器的原理工作的。2、差壓式物位儀表。這類儀表又可分為壓力式物位儀表和差壓式物

3、位儀表。它們是利用液柱或物位堆積對某定點產(chǎn)生壓力的原理而工作的。3、浮力式物位儀表。這類儀表又可分為浮子帶鋼絲繩或鋼帶的、浮球帶杠桿的和沉筒式的幾種。它們是利用浮子的高度隨液位變化而改變或液體對浸沉于液體中的浮子(或沉筒)的浮力隨液位高度而變化的原理來工作的。4、電磁式物位儀表。這類儀表可分為電阻式(即電極式)、電容式和電感式等幾種。它們是把物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化，通過測出這些電量的變化來測知物位的。另外，還有利用壓磁效應(yīng)工作的物位儀表。5、核輻射式物位儀。表這類儀表是利用核輻射透過物料時，其強度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理而工作的。6、聲波式物位儀表。這類儀表可以根據(jù)它的工作原理分為聲

4、波遮斷式、反射式和阻尼式幾種。它們的原理是：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出這些變化就可以測知物位。 7、光學(xué)式物位儀表。這類儀表是利用物位對光波的遮斷和反射原理而工作的。它利用的光源可以是普通白熾燈光，也可以是激光。三、 我公司常用的幾種物位計1、磁翻板式雙色液位計磁翻板式雙色液位計是以磁性浮子為感測元件，并通過磁性浮子與顯示色柱中磁性體的磁耦合作用，反映出被測液位或界面，并應(yīng)用連通管原理，保證被測容器與測量管體間的液位相等，當(dāng)測量管中的浮子隨被測液位等量變化，浮子中的磁性體與顯示板上顯示色柱中的磁性體作用，使色柱翻轉(zhuǎn)，白色表示為無液，紅色表示為有液，以達

5、到就地顯示液位的數(shù)值。2、法蘭式差壓變送器當(dāng)測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒，以及黏度大、易凝固等介質(zhì)的液位時，為解決引壓管線腐蝕或堵塞的問題，可以采用法蘭式差壓變送器，變送器的法蘭直接與容器上的法蘭連接，作為敏感元件的測量頭經(jīng)毛細(xì)管與變送器的測量室相連通，在膜盒、毛細(xì)管和測量室所組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，作為傳壓介質(zhì)，起到變送器與被測介質(zhì)隔離的作用。變送器本身的工作原理與一般差壓變送器完全相同。毛細(xì)管的直徑較?。ㄒ话銉?nèi)徑在0.71.8mm），外面套以金屬蛇皮管進行保護，具有可撓性，單根毛細(xì)管長度一般在511m之間可以選擇，安裝比較方便。法蘭式差壓變送器有單法蘭、雙法蘭、插入式或平法蘭等結(jié)構(gòu)形式，

6、可根據(jù)被測介質(zhì)的不同情況進行選用。3、浮子鋼帶式液位計測量原理浮子式鋼帶液位計工作原理是，浮子受浮力作用浮在液體表面表面上，液位值通過測量鋼帶和減速齒輪傳送到指示器上， 測量鋼帶起始于鋼帶輪受到盤簧的作用保持一定張力，由于鋼帶的另一端受到浮子的重力作用、加上浮力和盤簧拉力，使鋼帶保持著一個恒定的受力狀態(tài)，只有當(dāng)液位上升或下降時力發(fā)生變化使原有的力平衡受到破壞，此時在盤簧力的作用下立即進行調(diào)節(jié)使浮子隨液位變化，同時液位的變化也通過鋼帶傳給了指示器。浮子鋼帶式液位計是一種純機械式儲罐液位計，它具有結(jié)構(gòu)簡單，易維護，因此，在許多領(lǐng)域里被采用，由于該儀表適合石油、水及許多其它液體，所以被廣泛應(yīng)用于石油

7、產(chǎn)品的儲量檢測、計量，工業(yè)用水及污水的環(huán)保監(jiān)測以及化學(xué)工業(yè)中。4、 超聲波物位計基本原理：聲波可以在氣體、液體、固體中傳播，并具有一定的傳播速度。聲波在穿過介質(zhì)時會被吸收而產(chǎn)生衰減，氣體吸收最強則衰減最大，液體次之，固體吸收最小則衰減最小。聲波在穿過不同介質(zhì)的分界面時會產(chǎn)生反射，反射波的強弱決定于分界面兩邊介質(zhì)的聲阻抗，兩介質(zhì)的聲阻抗差別越大，反射波越強。聲阻抗即介質(zhì)的密度與聲速的乘積。所謂超聲波一般是指頻率高于可聽頻率極限（20kHz以上頻段）的彈性振動，這種振動以波動的形式在介質(zhì)中的傳播過程就行成超聲波。根據(jù)聲波從發(fā)射至接收到反射回波的時間間隔與物位高度之間的關(guān)系，就可以進行物位

8、的測量。超聲波類似于光波，具有反射、透射和折射的性質(zhì)。當(dāng)超聲波入射到兩種不同介質(zhì)的分界面上時會發(fā)生反射、折射和透射現(xiàn)象，這就是應(yīng)用超聲波技術(shù)測量物位最常用的一個物理特性。超聲波技術(shù)應(yīng)用于物位測量中的另一特性是超聲波在介質(zhì)中傳播時的聲學(xué)特性（如聲速、聲衰減、聲阻抗等）。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時，在兩種密度不同、聲速不同的介質(zhì)分界面上，傳播方向便發(fā)生改變。即一部分被反射（反射角=入射角），一部分折射到相鄰介質(zhì)內(nèi)。如果兩種介質(zhì)的密度相差懸殊，則聲波幾乎全部被反射。因此可以根據(jù)聲波從發(fā)射至接收到反射回波的時間間隔與物位高度之間的關(guān)系，得到物位高度。基本測量原理如圖1所示，設(shè)超聲波探頭至物位的

9、垂直距離為H，由發(fā)射到接收所經(jīng)歷的時間為t，超聲波在介質(zhì)中傳播的速度為v，則存在如下關(guān)系H=(1/2)vt對于一定的介質(zhì)v是已知的，因此，只要測得時間t即可確定距離H，即得到被測物位高度。5、 浮筒液位計浮筒式液位計工作原理：當(dāng)液位被液位浸沒的體積不同時，物體所受的浮力也不同，那么，對形狀已定的浮筒，若被浸沒的高度（液位）不同，則其所受的浮力也不同，因此就可以根據(jù)懸掛于容器中、空間位置未變的浮筒所受浮力的大小來求得浮筒所被浸沒的高度（即液位），浮筒式液位計就是根據(jù)這一原理工作的。6、放射性物位計由放射源放射出的射線，穿過設(shè)備和被測介質(zhì)后，被探測器所接收，并把射線強度轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大器放大后

10、送入顯示儀表進行顯示。只要測定通過介質(zhì)后的射線強度I，就可知被測介質(zhì)的厚度H，即物位的高度。射頻導(dǎo)納物位計即是其中的一種。原理如下圖所示：射頻導(dǎo)納物位控制器是利用相移技術(shù)來檢測料倉內(nèi)有無物料的。電子線路中的石英晶體振蕩器產(chǎn)生一個高頻正弦信號，其頻率位于無線點發(fā)射譜之內(nèi)。該高頻振蕩信號一路直接送往檢測極棒，另一路經(jīng)過一個電壓跟隨器，送往防粘附保護電極。相位檢測器，將來自檢測極棒的信號與基準(zhǔn)信號進行相位比較。由于一切物料的介電常數(shù)和導(dǎo)電率跟空氣相比，多少總有些差別，所以當(dāng)極棒碰到物料時，信號的電抗（包括容抗和阻抗）會發(fā)生變化。電抗的變化又引起極棒上高頻信號的相位發(fā)生變化。因此，極棒上高頻信號與基準(zhǔn)

11、信號的差位也隨之發(fā)生變化，該變化經(jīng)處理后，驅(qū)動輸出電路，發(fā)出報警信號。由于電壓跟隨器是一個1：1的電壓放大器，所以加在保護套上的信號與加在探測極棒上的信號，其大小，相位都是一樣的，但相互又是獨立的。因此，探測電極上的高頻信號就無法通過粘附層流入倉壁，因為電流的流動一定要有電位差。射頻導(dǎo)納物位控制器就是利用了這一等電位原理，徹底消除了粘附層的影響。第二節(jié) 設(shè)計選型一、一般規(guī)定： 1、就地液位指示可根據(jù)被測介質(zhì)的溫度、壓力選用玻璃板液位計或磁性浮子液位計。 2、液位和界面的測量宜選用差壓式、浮筒式或浮子式液位儀表。當(dāng)不能滿足要求時，可根據(jù)具體情況選用電容式、電阻式（電接觸式）、聲波式、靜壓式、雷達

12、式、輻射式等物位儀表。 3、料位測量儀表應(yīng)根據(jù)被測物料的工作條件、粒度、安息角、導(dǎo)電性、腐蝕性、料倉的結(jié)構(gòu)型式以及測量要求進行選擇。 4、物位儀表的結(jié)構(gòu)型式和材質(zhì)，應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的特性選擇：A. 壓力、溫度、腐蝕性、導(dǎo)電性；B. 是否存在聚合、粘稠、沉淀、結(jié)晶、結(jié)膜、氣化、起泡等現(xiàn)象；C. 密度或密度變化的程度；D. 液體中含懸浮物的多少；E. 液位擾動的程度；F. 固體物料的粒度。5、儀表的顯示方式及其它功能，應(yīng)根據(jù)工藝操作及測量控制系統(tǒng)組成的要求確定。當(dāng)要求信號傳輸時，可選擇具有模擬信號輸出功能或數(shù)字信號輸出功能的物位儀表。 6、儀表的量程應(yīng)根據(jù)測量對象實際需要顯示的范圍或?qū)嶋H變化的范圍確

13、定。除計量用的物位儀表外，應(yīng)使正常物位處于儀表量程的50左右。 7、儀表的精確度應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇。 8、用于爆炸危險場所的電子式物位儀表，應(yīng)根據(jù)儀表安裝場所的爆炸危險類別及被測介質(zhì)，選擇合適的防爆結(jié)構(gòu)型式。 9、用于腐蝕性氣體或有害粉塵等場所的電子式物位儀表，應(yīng)根據(jù)使用現(xiàn)場環(huán)境，選擇合適的防護型式。二、液位和界面測量儀表：1、玻璃板液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1）就地液位指示宜選用玻璃板液位計，但測量深色、粘稠并與管壁有沾染作用的介質(zhì)時不宜使用。具體要求如下： a.潔凈、透明、低粘度和無沉積物介質(zhì)的液位指示，宜選用反射式，其它場合使用透光式； b.界面測量和重質(zhì)油品及含固體顆粒介質(zhì)的液位

14、測量，應(yīng)選用透光式；如介質(zhì)較粘稠、臟污或安裝場合光線不足，宜選用照明式； c.對于易凍、易凝介質(zhì)，應(yīng)選用帶蒸汽夾套式； d.低溫介質(zhì)易造成結(jié)霜時，應(yīng)選用防霜式。 2）對于溫度低于80、壓力小于0.4MPa、不易燃、無爆炸危險和無毒的潔凈介質(zhì)，可選用帶護罩的玻璃管液位計。 3）玻璃板液位計的長度不宜大于1700mm，當(dāng)測量范圍大于1700mm時，可采用幾個液位計上下重疊安裝。2、磁性浮子液位計適用于就地液位界面指示，但測量粘度高于600mPa.s的介質(zhì)時，不宜采用。具體要求如下：A. 選用長度不宜大于4000mm。B. 工作壓力不宜大于10MPa。C. 介質(zhì)溫度不宜大于250。D. 介質(zhì)密度宜為

15、400-2000Kg/m3，介質(zhì)密度差應(yīng)大于150 Kg/m3。3、差壓式液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：A. 液位（界面）測量，宜選用差壓變送器；B. 對于腐蝕性液體、粘稠性液體、熔融性液體、沉淀性液體等，當(dāng)采取灌隔離液、吹氣或沖液等措施時，亦可選用差壓變送器；C. 對于腐蝕性介質(zhì)、粘稠性液體、易氣化液體、含懸浮物液體等，宜選用平法蘭式差壓變送器；D. 對于易結(jié)晶的液體、高粘度的液體、結(jié)膠性液體、沉淀性液體等，宜選用插入式法蘭差壓變送器；E. 當(dāng)被測對象有大量冷凝物或沉淀物析出時，宜選用雙法蘭式差壓變送器；F. 用差壓式儀表測量鍋爐汽包液位時，應(yīng)采用雙室平衡容器；G. 測液位的差壓變送器宜帶有

16、遷移機構(gòu)，其正、負(fù)遷移量應(yīng)在選擇量程時確定；H. 對于正常工況下液體密度發(fā)生明顯變化介質(zhì)，不宜選用差壓式變送器。4、浮筒式液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）在密度、操作壓力范圍比較寬的場合，一般介質(zhì)的液位界面測量，宜選用浮筒式液位計，但在密度變化較大的場合，不宜選用浮筒式液位計。下列場合宜選用浮筒式液位計：a 測量范圍在2000mm以內(nèi)，比密度差為0.51.5的液體的液位連續(xù)測量；b 測量范圍在1200mm以內(nèi)，比密度差為0.10.5的液體界面的連續(xù)測量；c 真空、負(fù)壓或易氣化的液體的液位測量。2） 于清潔液體，宜選用外浮筒式液位計，并優(yōu)先采用“側(cè)-側(cè)”法蘭連接性。3） 于粘稠、易凝、易結(jié)晶的

17、介質(zhì)，宜選用內(nèi)浮筒式液位計，也可選用帶蒸汽夾套式的外浮筒式液位計。4） 浮筒式液位計用于被測液體擾動較大的場合，應(yīng)加裝防擾動影響的平穩(wěn)套管。5） 動浮筒液位計由于被測液位波動頻繁的場合，其輸出信號應(yīng)加阻尼器。6） 動浮筒液位計在被測介質(zhì)溫度高于200時應(yīng)帶散熱片，溫度低于0時應(yīng)帶延伸管。5、浮子（球）式液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1）對于液位變化范圍大或含有顆粒雜質(zhì)的液體以及負(fù)壓系統(tǒng)，在下列場合可采用浮子式液位計：a. 各類貯槽液位的連續(xù)測量和容積計量；b. 兩種液體的密度變化不大，且比密度差大于0.2的界面測量。 2）對于粘度較大、溫度較高（不高于450）、不宜引出的介質(zhì)（如減壓渣油、潤

18、滑油等）的液位測量，宜選用內(nèi)浮子（球）液位計。 3）對于臟污液體，以及在環(huán)境溫度下易結(jié)晶、結(jié)凍的液體，不宜采用浮子（球）式液位計。6、電容式液位計或射頻式液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）對腐蝕性液體、沉淀性流體以及其它工藝介質(zhì)的液位連續(xù)測量和位式測量，可選用電容式液位計或射頻式液位計。2） 用于界面測量時，兩種液體的電氣性能（介電常數(shù)等）必須符合產(chǎn)品的技術(shù)要求。3） 電容液位計或射頻式液位計，應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的導(dǎo)電性能、工藝容器的材質(zhì)等因素確定。4） 用于易粘附電極的導(dǎo)電液體，不宜采用電容式液位計。5） 電容式、射頻式液位計易受電磁干擾的影響，應(yīng)采取抗電磁干擾措施。6） 用于位式測量的電容液位

19、計或射頻式液位計，宜采用水平安裝型；用于連續(xù)測量的電容液位計或射頻式液位計，宜采用垂直安裝型。7）對于深度為5m100m的水池、水井、水庫的液位連續(xù)測量，應(yīng)選用靜壓式液位計。7、超聲波式液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）普通液位計難于測量的腐蝕性、高粘性、易燃性、易揮發(fā)性及有毒性的液體的液位、液-液分界面、固-液分界面的連續(xù)測量和位式測量，宜選用超聲波式液位計，但不宜用于液位波動大的場合；A. 超聲波式液位計適用于能充分反射聲波且傳播聲波的介質(zhì)測量，但不得用于真空場合，不宜用于易揮發(fā)、含氣泡、含懸浮物的液體和含固體顆粒物的液體；B. 對于內(nèi)部存在影響聲波傳播的障礙物的工藝設(shè)備，不宜采用超聲波式

20、液位計；C. 對于連續(xù)測量液位的超聲波儀表，當(dāng)被測液體溫度、成份變化顯著時，應(yīng)對聲波的傳播速度的變化進行補償，以提高測量精度；D. 對于檢測器和轉(zhuǎn)換器之間的連接電纜，應(yīng)采取抗電磁干擾措施；E. 超聲波液位計的型號、結(jié)構(gòu)型式、探頭的選用等，應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的特性等因素來確定。8、輻射式液位計的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：A. 對于高溫、高壓、高粘度、易結(jié)晶、易結(jié)晶、易結(jié)焦、強腐蝕、易爆炸、有毒性或低溫等液位的非接觸式連續(xù)測量或位式測量宜采用輻射式液位計；B. 當(dāng)其它測量儀表不能滿足測量要求時，可采用輻射式液位計；C. 輻射源的強度應(yīng)根據(jù)測量和安全性要求進行選擇，工作現(xiàn)場的射線劑量當(dāng)量嚴(yán)禁超過國家規(guī)定的安

21、全標(biāo)準(zhǔn)；D. 輻射源的種類，應(yīng)根據(jù)測量要求和被測對象特點（如液位高度）、容器材質(zhì)及壁厚等因素進行選擇；E. 測量儀表應(yīng)有衰變補償，以避免由于輻射源衰變而引起的測量誤差，提高運行的穩(wěn)定性和減少校驗次數(shù)。9、液位開關(guān)宜選用浮球式或浮子式，開關(guān)接點宜選用雙刀雙擲（DPDT）。10、儲罐液位儀表，可分為接觸式（浮子式、差壓式等）與非接觸式（雷達式、超聲波式等），其選用應(yīng)符合下列規(guī)定：A原油、重質(zhì)油儲罐液位測量，宜采用非接觸式；輕質(zhì)油、化工原料產(chǎn)品（非腐蝕性）儲罐液位測量，宜采用非接觸式或接觸式。B儲罐就地液位指示，宜選用磁性浮子式液位計、浮球液位計，也可選用直讀式彩色玻璃板液位計。C.拱頂罐、浮頂灌液

22、位測量，宜選用重錘式鋼帶液位計、恒力盤簧式鋼帶液位計或光導(dǎo)式液位計。D.內(nèi)浮頂罐、外浮頂灌、有壓罐、帶有攪拌器或有旋流的儲罐液位測量，宜選用有導(dǎo)向管安裝方式的伺服式液位計。E.大型拱頂罐、球形罐的原油、成品油、瀝青、乙烯、丙烯、液化石油氣、及其它介質(zhì)液位的測量，可選用雷達式液位計。F.常壓罐、壓力罐、拱頂罐、浮頂灌的液體質(zhì)（重）量、密度、體積、液位等測量，可選用靜壓式儲罐液位計，但高粘度液位測量不宜采用。11.料位測量儀表： 1）顆粒狀和粉粒狀物料（如媒、聚合物粒、肥料、砂子等）或塊狀固體物料的料位連續(xù)測量和位式測量，宜選用電容式料位計（開關(guān)）或射頻式料位計（開關(guān)），且應(yīng)符合下列規(guī)定：A. 當(dāng)

23、被測介質(zhì)為粉體，料位為非平面時，可采用幾根電極測量其平均料位；B. 檢測器的安裝使用，應(yīng)采取抗電磁干擾的措施。 2）超聲波式料位計（開關(guān)）的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：A 粉粒、微粉粒狀物料的料位測量，可選用超聲波式料位計（開關(guān)）；B 粒度為5mm以下的粉狀物料的料位報警或料位控制，宜選用聲斷式超聲波式料位計（開關(guān)）；C 微粉狀物料料位的連續(xù)測量和位式測量，宜選用反射式超聲波式料位計（開關(guān)）；有粉塵彌漫的料倉、料斗以及表面有很大波狀的料位測量，不宜選用反射式超聲波式料位計（開關(guān)）。 3）對于高溫、低溫、高壓、粘附性大、易結(jié)晶、易結(jié)焦、腐蝕性強、毒性大、易燃、易爆以及塊狀、顆粒狀、粉粒狀物料的料位連續(xù)

24、測量和位式測量，當(dāng)無其它液位計可供選用時，可選用輻射式料位計（開關(guān)）。 4）重錘式料位計（開關(guān)）的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：A. 料位高度大、變化范圍寬的大型料倉、散裝倉庫以及附著性不大的粉粒狀物料貯罐的料位測量，可選用重錘式料位計（開關(guān)）；B. 重錘的形式應(yīng)根據(jù)物料的粒度、干濕度等因素選??；C. 粉塵彌漫嚴(yán)重的料倉、容器的料位測量，應(yīng)采用帶吹氣裝置的重錘式料位計（開關(guān)）。 5）無振動或振動小的料倉、料斗內(nèi)的粒狀物粒的料位報警，宜選用音叉式料位開關(guān)。 6）旋漿式料位開關(guān)的選用，應(yīng)符合下列規(guī)定：A. 承壓下、無脈動壓力的料倉、料斗，假比密度大于0.2的顆粒狀、粉粒狀以及片狀物粒的料位測量，宜選用旋漿

25、式料位計；B. 旋翼的尺寸應(yīng)根據(jù)物料的比密度選取。 7）料位開關(guān)接點宜選用雙刀雙擲（DPDT）。三、一點建議： 1）就地液位指示亦可選用直讀式無盲區(qū)彩色石英玻璃管液位計和彩色玻璃板液位計； 2）輻射式液位計（一般選型不宜采用）輻射源的具體要求如下：A. 當(dāng)輻射源強度要求較小時，可選用鐳（Ra）；B. 當(dāng)輻射源強度要求較大時，可選用銫137（Cs137）；C. 用厚壁容器要求穿透力強式，可選用鈷60（Co60）。 3）液（界）位計需遠傳指示或控制，可根據(jù)實際情況選用，一般選用雙法蘭智能差壓變送器（LD301+SR301型），也可選用電動浮筒液位計（測量范圍L2000mm時）。而在煉油裝置如常壓塔

26、、減壓塔等一般選用UQD-91/90型電動浮球液位計。 4）液（界）位計只需就地指示，一般選用磁性浮子液（界）位計、無盲區(qū)彩色石英玻璃管液位計和界位計。 5）儀表的法蘭標(biāo)準(zhǔn)盡量和設(shè)備法蘭保持一致，如一設(shè)備為常壓、常溫，測量介質(zhì)為汽油，這樣設(shè)備上的液位計開口可選DN25 PN1.0（PN1.6），不需選擇DN25 PN4.0，這樣可節(jié)省投資，安裝方便。一般情況下，還要在液位計和設(shè)備法蘭之間加一閥門，便于維修和標(biāo)定。當(dāng)然，一些進口的儀表（特別是遠傳儀表），其法蘭標(biāo)準(zhǔn)和中國的有區(qū)別，故在設(shè)備開口時，可按中國的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，進口儀表配對法蘭，加一短節(jié)，再和設(shè)備法蘭連接，這樣可比較麻煩，所以一定要考慮周到

27、。設(shè)備法蘭儀表法蘭閥門接儀表變送器（如雙法蘭差壓變送器）第三節(jié) 練習(xí)題一填空題：1. 物位測量分連續(xù)測量和位式測量兩種。兩種測量傳感器的測量原理主要分：壓差式、超聲波式、機電式、電極式等。2. 電容式物位計由電容式物位傳感器和檢測電容的線路組成。3.電容式物位計基本工作原理是電容式物位傳感器把物位轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后再用測量電容量的方法求知物位數(shù)值。4.電容式物位傳感器是根據(jù)圓筒電容器原理進行工作的。5.壓電陶瓷的超聲波探頭發(fā)出超聲波脈沖，介質(zhì)表面將其反射，由發(fā)射接收一體的探頭測量聲波運行時間計算出物位。6.激光式工作原理是半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光脈沖，到達介質(zhì)表面后將其反射接收。由一體化探頭

28、發(fā)射和接收激光，通過對反射的波形計算測量出往返距離。7.導(dǎo)納式液位計基于物位變化引起導(dǎo)電性能變化的原理工作。8.導(dǎo)納式液位計由短波發(fā)生器和控制器兩部分組成。9.導(dǎo)納式液位計短波發(fā)生器及其檢測部分跟蹤界位變化，再由控制器將其轉(zhuǎn)換為420mA DC(15V DC)信號。10.浮筒式液位計是根據(jù)懸掛于容器中其空間位置不變的物體（浮筒）所受浮力的大小來求物體被浸沒的高度（即液位）的原理來進行測量的11.浮筒式液位計的浮筒一般是用不銹鋼制成的空心長圓柱體，被垂直懸浸在被測介質(zhì)中。12.浮筒式液位計測量范圍就是浮筒的長度。13.浮筒式液位計的校驗有掛重法和水校法兩種方法。14.當(dāng)液位處于最高位置時，浮筒液

29、位計的浮筒全部被液體浸沒，浮筒受浮力最大，扭力管所產(chǎn)生的扭力矩最小，輸出信號最大。15.當(dāng)浮筒液位計的浮筒被腐蝕穿孔或被壓扁時，其輸出指示液位比實際液位偏低。二判斷1.浮筒式液位計屬于恒浮力式液位計。（×）2.浮筒式液位計測量液位，其測量范圍是容器內(nèi)最大液位的高度。（×）3.浮筒式液位計測液位時，若浮筒脫落，其輸出應(yīng)最大。（×）4.浮筒式液位計測量液位時，液位越高，扭力管所產(chǎn)生的扭角越大，輸出越大。（×）5.同一型號的扭力管浮筒液位計測量范圍越大，測浮筒直徑越大。（×）6.浮筒式液位計的調(diào)?？煞譃楦煞ㄕ{(diào)校和濕法調(diào)校。（）三選擇1.浮筒式液位計所

30、測液位越高，測浮筒所受浮力（a） a.越大 b.越小 c.不變 d.不一定2.用一浮筒式液位計測量密度比水輕的介質(zhì)液位，用水校法校驗該浮筒液位計的量程時，充水高度比浮筒長度（b）a. 高 b.低 c.相等 d.不一定四、簡答題：1、簡述電容式物位計的工作原理。答：電容式物位計由電容式物位傳感器和檢測電容的線路組成。其基本工作原理是電容式物位傳感器把物位轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后再用測量電容量的方法求知物位數(shù)值。電容式物位傳感器是根據(jù)圓筒電容器原理進行工作的。2、超波物位儀安裝時需注意哪些問題？答：A.發(fā)射天線中心軸線與被測物料表面保持垂直，并與罐壁少保證30cm的間距。 B.天線喇叭口的前端應(yīng)伸

31、入料罐內(nèi)部，以減少由于安裝接管和設(shè)備間焊縫所造成的發(fā)射能量損失。 C.避免安裝于貯罐中心位置，因為這樣會使虛假回液增強。 D.不要安裝在加料口的上方主要為防止加料時可能產(chǎn)生幅度比被測液面反射的有效回波大得多的虛假回波。  E.當(dāng)測量帶有攪拌器的容器液面時，應(yīng)盡量避開攪拌器攪拌時所形成的渦旋區(qū)，以盡可能地消除不規(guī)則液面對微波信號散射所造成的衰減。 F.當(dāng)貯罐制造材料的介電常數(shù)小于7時，如纖維強化玻璃、聚乙烯、聚丙烯或無鉛玻璃等，且壁厚適中時，可安裝于貯罐外部。 G.若介質(zhì)貯槽為球形容器時，應(yīng)采用導(dǎo)波管或旁通管方式安裝，這樣可以消除由容器形狀所帶來的多重回波的干擾，提高信噪比。在測量介電

32、常數(shù)較小的介質(zhì)（如液化氣、汽油、柴油、變壓器油等）時，因這些介質(zhì)會對微波產(chǎn)生相對較大的衰減，為提高反射能量以確保測量精度，也應(yīng)該用導(dǎo)波管方式安裝。 3、液位控制儀表系統(tǒng)故障分析步驟    答：(1)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化到最大或最小時，可以先檢查檢測儀表看是否正常，如指示正常，將液位控制改為手動遙控液位，看液位變化情況。如液位可以穩(wěn)定在一定的范圍，則故障在液位控制系統(tǒng)；如穩(wěn)不住液位，一般為工藝系統(tǒng)造成的故障，要從工藝方面查找原因。    (2)差壓式液位控制儀表指示和現(xiàn)場直讀式指示儀表指示對不上時，首先檢查現(xiàn)場直讀式指示儀表是否正

33、常，如指示正常，檢查差壓式液位儀表的負(fù)壓導(dǎo)壓管封液是否有滲漏；若有滲漏，重新灌封液，調(diào)零點；無滲漏，可能是儀表的負(fù)遷移量不對了，重新調(diào)整遷移量使儀表指示正常。    (3)液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化波動頻繁時，首先要分析液面控制對象的容量大小，來分析故障的原因，容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化，如有變化很可能是工藝造成的波動頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成。4、投運鍋爐液位計時三閥組怎樣操作？答：因為用差壓變送器測量鍋爐液位正負(fù)壓室都要充滿冷凝水。因此在投運時，負(fù)壓室的冷凝水液位不應(yīng)發(fā)生變化。三閥組投運前的正負(fù)取壓閥應(yīng)全部關(guān)閉，

34、平衡閥全開。投運時打開正取壓閥，關(guān)閉平衡閥，在開啟負(fù)取壓閥。6、鍋爐液位在開車初期為什么不穩(wěn)？答：鍋爐開車初期，工藝參數(shù)沒有達到指標(biāo)要求，此時汽包內(nèi)水的溫度變化大，使汽包內(nèi)水的密度發(fā)生變化。所以產(chǎn)生的壓力發(fā)生變化，使變送器的輸出不穩(wěn)。隨著汽包溫度和壓力的升高，直至達到工藝指標(biāo)，液位會逐步穩(wěn)定。7、在對鍋爐液位維修后投運應(yīng)注意的問題？答：由于在測量液位時，負(fù)引壓管要求始終充滿冷凝水。在維修變送器時，若負(fù)引壓管的冷凝水的發(fā)生流失或冷凝水變臟，則其兩者之間的靜差壓會發(fā)生變化，致使液位顯示不準(zhǔn)。因此在維修液位后一定要保證負(fù)引壓管的冷凝水充滿雙室平衡器。8、鍋爐液位顯示偏高，試說明其原因？應(yīng)怎樣處理？答

35、：可能原因：A.正引壓管的冷凝水含有贓物，使冷凝水的密度發(fā)生變化。B.冷凝水沒有充滿負(fù)引壓管及雙室平衡器，使負(fù)向壓力減小，輸出偏大。C.變送器零點偏高或輸出不線性。D.儀表信號線有短路現(xiàn)象。E.鍋爐內(nèi)水溫偏小，其密度偏大使輸出偏大。F.引壓管內(nèi)冷凝水的溫度發(fā)生變化。處理措施：A.對正引壓管進行排污。B.用注水閥注水使雙室平衡器充滿水。C.對變送器進行校正。D.檢查儀表線路。E.待鍋爐水溫達到工藝指標(biāo)，液位會自動恢復(fù)正常。F.使冷凝水溫度恢復(fù)到設(shè)定溫度。9、一鍋爐液位檢測中，工藝指標(biāo)要求汽包水溫為250,壓力為0.9MPa。所用雙室平衡器高度H=400mm，水溫為150。試求出差壓變送器的測量范

36、圍和遷移量？（壓力0.9MPa溫度250,1=0.8 g/cm3，溫度150，2=0.9 g/cm3）解：1、變送器的最小值為： Pmin=P正minP負(fù)min2gH0.9×9.8×0.43.528kPa 2、變送器的最大值為：PmaxP正maxP負(fù)max1gH2gH 0.8×9.8×0.40.9×9.8×0.40.392 kPa 變送器的測量范圍為：（3.528kPa）（0.392 kPa）變送器需要負(fù)遷移，其遷移量為：3.528KPa10、催化反應(yīng)一藏量顯示滿程，試簡述可能的故障？答：a、引壓管內(nèi)有催化劑或其他贓物，引起堵塞、憋壓

37、。 b、限流孔板有臟物堵死。 c、正引壓管的取壓口有結(jié)焦、堵塞現(xiàn)象。 d、負(fù)引壓室引壓管或接頭處有泄漏現(xiàn)象。e、系統(tǒng)內(nèi)部密度大，反吹風(fēng)不足以形成流化，致使壓力升高f、變送器三閥組的負(fù)壓閥沒有全開。g、變送器故障。 h、儀表信號線短路。11、催化反應(yīng)一藏量波動異常，簡述可能的原因及處理過程？答：可能原因：A.正負(fù)引壓管內(nèi)有催化劑或其他贓物，引起堵塞。 B.正取壓口、限流孔板有堵塞現(xiàn)象。C.負(fù)取壓口、限流孔板有堵塞現(xiàn)象。D.變送器損壞。E.儀表信號線有接觸不良現(xiàn)象。處理過程：A、對正引壓管進行吹掃，確定引壓管是否堵塞，限流孔板、取壓口是否堵塞，吹出引壓管內(nèi)的催化劑。B、對負(fù)引壓管進行吹掃，確定引壓

38、管是否堵塞，限流孔板、取壓口是否堵塞，吹出引壓管內(nèi)的催化劑。C、判斷是變送器有無故障。D、檢查儀表信號接線是否良好。12、雙發(fā)蘭差壓變送器的工作原理答：雙法蘭變送器由遠傳隔離膜片、充滿填充液的毛細(xì)管和差壓變送器組成。被測介質(zhì)壓力作用在遠傳隔離膜片上使其受壓產(chǎn)生形變，此變形使毛細(xì)管中的填充液產(chǎn)生壓力變化，其壓力作用與變送器使其正負(fù)壓室的壓差發(fā)生變化。通過測量其壓差就可反應(yīng)出此時的液位。13、 雙法蘭差壓變送器與普通差壓變送器相比測液位有哪些優(yōu)點？答：1>、縮短了引壓管的長度，減少了正負(fù)引壓管鋪設(shè)中帶來的誤差。 2>、由于通過毛細(xì)管中的填充油來進行壓力傳遞，因此在運行中不會發(fā)生引壓管介

39、質(zhì)的變化而使測量產(chǎn)生誤差。 3>、在測量具有揮發(fā)性介質(zhì)液位時引壓管不用加沖洗油，維護方便。 4>、由于正負(fù)遠傳毛細(xì)管的介質(zhì)一樣，因此變送器安裝的位置比較靈活。14、為什么雙法蘭變送器的精度比普通變送器的精度低？答：由于雙法蘭變送器有遠傳法蘭膜盒，增加了一個轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此誤差比普通變送器大。具體表現(xiàn)在以下方面： 1>、法蘭膜盒隔離膜片的彈力與非線性； 2>、填充液的熱膨漲； 3>、毛細(xì)管的阻尼； 4>、填充液的充滿質(zhì)量。15、 雙法蘭測液位顯示偏大，簡述其可能的原因？答： 1>、負(fù)壓室的取壓閥沒有全開。 2>、負(fù)壓室的膜盒被贓物覆蓋。3>、正

40、壓室的引壓管積有贓物。4>、被測介質(zhì)的溫度、密度發(fā)生變化。5>、變送器的零點發(fā)生偏移。6> 、變送器的電源線存在短路現(xiàn)象。7>、冬季伴熱開度過大，使正引壓管的介質(zhì)溫度過高。16、 雙法蘭測液位顯示偏小，簡述其可能的原因？答： 1>、正壓室的取壓閥沒有全開。2>、正壓室的膜盒被贓物堵塞。3>、正引壓管有泄漏現(xiàn)象。4>、被測介質(zhì)的溫度、密度發(fā)生變化。5>、變送器的零點偏低。6>、變送器電源有對地現(xiàn)象。17、 雙法蘭測液位波動頻繁，簡述其可能的原因？答： 1>、正壓室的引壓管發(fā)生堵塞。2>、負(fù)壓室的引壓管發(fā)生堵塞。3>、變

41、送器的信號線有接觸不良現(xiàn)象。4>、變送器存在故障。5>、伴熱開度太大，使引壓管內(nèi)液體溫度超出變送器膜盒允許溫度的范圍。6>、正負(fù)取壓閥有一側(cè)沒有投運。18、 雙法蘭變送器適合那些介質(zhì)流量測量？答：1>、被測介質(zhì)溫度超出了變送器正常溫度范圍且引壓管也不能將其降至正常工作溫度范圍時。 2>、過程介質(zhì)具有腐蝕性變送器的更換率高時。 3>、被測介質(zhì)具有固體顆?；蛘吵硇詴r。 4>、引壓管內(nèi)需定期添加沖洗油，且維護不方便時。 19、 一雙法蘭液位計在水運中顯示滿程，而現(xiàn)場玻璃板顯示60，試簡述其原因？怎樣處理？答：由于正常情況下被測介質(zhì)為油品，其密度遠遠小于水的密

42、度。而變送器的測壓范圍是根據(jù)被測介質(zhì)的密度、高度來計算的。因此當(dāng)被測介質(zhì)發(fā)生變化比如水運時，其同一高度所產(chǎn)生的壓力發(fā)生變化，由此所顯示的液位不準(zhǔn)。由于是被測介質(zhì)變化而使變送器顯示不準(zhǔn)，因此可讓工藝人員在水運期間通過玻璃板來察看液位。玻璃板液位計是根據(jù)連通器原理工作的，其不受介質(zhì)密度的影響，所反映的液位是真實液位。20、 一雙法蘭變送器在運行中安裝位置發(fā)生變化對測量有無影響？ 答：雙法蘭的現(xiàn)場安裝如圖所示：變送器所測的差壓P為：PP正P負(fù)（P1gH-2gH2）（P2gH1）1gH2g（H2H1）由于正負(fù)取壓口 的高度H3是常數(shù)H3H2H1所以變送器安裝位置發(fā)生變化對測量結(jié)果不會產(chǎn)生影響。因此只要

43、不超出毛細(xì)管的長度，變送器可以安裝在現(xiàn)場的任何位置。21、 為什么雙法蘭能測液體的界位？答：由于雙發(fā)蘭變送器是通過測量介質(zhì)由于不同高度所產(chǎn)生的靜壓力不同來工作的，在測量界位時，通過測量兩種不同介質(zhì)產(chǎn)生的靜壓之和，在根據(jù)其不同密度就能計算出此時兩種不同介質(zhì)之間的界位。22、一雙法蘭液位變送器如圖所示，其設(shè)備內(nèi)氣相壓力P300kPa，H1600mm，H2200mm,被測介質(zhì)高度為H,介質(zhì)密度1=0.52g/cm3,毛細(xì)管填充液密度2=0.93g/cm3,求變送器的遷移量和測量范圍？ 解：變送器測量的差壓P為：PP正P負(fù)(P1gH2gH2)(P2gH1) 1gH2g(H1H2)當(dāng)H0時，變送器的差壓

44、Pmin為：Pmin1gH2g(H1H2)0.93×9.8×800 7291Pa7.291 kPa 當(dāng)H(H1+H2)時，變送器的差壓Pmax為:Pmax1gH2g(H1H2)1g（H1H2）2g(H1H2)0.52×9.8×8000.93×9.8×800 3214 Pa3.214 kPa被測介質(zhì)液位為零時其所測量的差壓Pmin7.291 kPa，因此需要對變送器進行負(fù)遷移，遷移量為7.291 kPa。變送器的測量范圍為：（7.291 kPa）（3.214 kPa）。22、 一雙法蘭差壓變送器測量介質(zhì)的界位如圖所示，其設(shè)備內(nèi)氣相壓力P400kPa，H1560mm，H2200mm,被測介質(zhì)高度為H,介質(zhì)密度1=1.21g/cm3, 2=0.82g/cm3,填充液密度3=0.93g/cm3, 求變送器的遷移量和測量范圍？解：變送器測量的差壓P為：PP正P負(fù)（P1gH3+ 2gH43gH2）(P3gH1) （1gH3+ 2gH4）3g（H2H1） 當(dāng)界位為零即H30時，變送器的差壓Pmin為： Pmin2gH43g(