液位計是企業(yè)自動化的重要檢測工具，主要用于生產(chǎn)過程中對罐、釜、塔等液位或界面的檢測與控制。近幾年來隨著電子技術(shù)的進步和企業(yè)自動化和節(jié)能的需要，液位測量與控制技術(shù)有很大的提高。目前企業(yè)生產(chǎn)過程所應(yīng)用的液位計種類繁多，主要有伺服式液位計、鋼帶液位計、浮筒式液位計、磁翻板液位計、超聲波液位計、磁致伸縮液位計、雷達液位計、電容液位計、玻璃板液位計、玻璃管液位計、吹氣式液位計、差壓式液位計、激光液位計和γ射線液位計等，而用得最多的是差壓式液位計和浮筒液位計。

 

　　一、引言

 

　　液位計在油罐等液位測量上起到了非常重要的作用。因此在國內(nèi)外，液位計的發(fā)展和合理的選擇是至關(guān)重要的。本論文通過液位計的比較，可以對現(xiàn)實生活的具體情況選擇最合理的液位計，以達到最佳效果。

 

　　二、常用液位計原理

 

　　常用于測量液位的液位計有連通器式、吹泡式、差壓式、電容式等，測量物位的有超聲波物位計和放射性物位計等。其測量原理和特點如下：

 

　　1、連通器式就是應(yīng)用最普通的玻璃液位計。

 

　　它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、價廉、直觀，適于現(xiàn)場使用，但易破損，內(nèi)表面沾污，造成讀數(shù)困難，不便于遠傳和調(diào)節(jié)。

 

　　2、浮力式液位計包括恒浮力式和變浮力式兩類。

 

　　（1）恒浮力式液位計

 

　　恒浮力式液位計是依靠浮標或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格較低，適于各種貯罐的測量；

 

　　（2）變浮力式液位計

 

　　變浮力式亦稱沉筒式液位計，當液面不同時，沉筒浸泡于液體內(nèi)的體積不同，因而所受浮力不同而產(chǎn)生位移，通過機械傳動轉(zhuǎn)換為角位移來測量液位。此類儀表能實現(xiàn)遠傳和自動調(diào)節(jié)。

 

　　3、吹泡式液位計是應(yīng)用靜壓原理測量敞口容器液位。

 

　　壓縮空氣經(jīng)過過濾減壓閥后，再經(jīng)定值器輸出一定的壓力，經(jīng)節(jié)流元件后分兩路：①一路進到安裝在容器內(nèi)的導管，由容器底部吹出；②另一路進入壓力計進行指示。

 

　　當液位最低時，氣泡吹出沒有阻力，背壓力零，壓力計指零；當液位增高時，氣泡吹出要克服液柱的靜壓力，背壓增加，壓力指示增大。因此，背壓即壓力計指示的壓力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位計結(jié)構(gòu)簡單、價廉，適用于測量具有腐蝕性、粘度大和含有懸浮顆粒的敞口容器的液位，但精度較低。

 

　　4、差壓式液位計有氣相和液相兩個取壓口。

 

　　氣相取壓點處壓力為設(shè)備內(nèi)氣相壓力；液相取壓點處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產(chǎn)生的靜壓力。

 

　　這類儀表包括氣動、電動差壓變送器及法蘭式液位變送器，安裝方便，容易實現(xiàn)遠傳和自動調(diào)節(jié)，工業(yè)上應(yīng)用較多。

 

　　5、電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。

 

　　它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如：ε1>ε2，則當液位升高時，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當液位下降，ε值減小，電容量也減小。

 

　　所以，可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確，因被測介質(zhì)具有導電性，所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。電容液位計體積小，容易實現(xiàn)遠傳和調(diào)節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測量。

 

　　6、超聲波物位計。

 

　　是利用超聲波在氣體、液體或固體中的衰減、穿透能力和聲阻抗不同的性質(zhì)來測量兩種介質(zhì)的界面。此類儀表精度高、反應(yīng)快，但成本高、維護維修困難，都用于要求測量精度較高的場合。

 

　　7、放射形物位計。

 

　　是利用物位的高低對放射形同位素的射線吸收程度不同來測量物位高低的，它的測量范圍寬，可用于低溫、高溫、高壓容器中的高粘度、高腐蝕、易燃易爆介質(zhì)物位的測量。但此類儀表成本高，使用維護不方便，射線對人體危害性大

 

　　三、簡述各種液位計的特點

 

　　1、超聲波液位計|物位計

 

　　由微處理器控制的數(shù)字液位|物位儀表，介質(zhì)幾乎不受限制，可以應(yīng)用于各種液體和固體物料高度的測量的復雜工況，可實現(xiàn)測量值的溫度補償。非接觸的測量，測量精度高，操作簡單，界面直觀等。

 

　　2、靜壓液位計

 

　　產(chǎn)品小巧、輕便、靈敏而具有高性能，具有便利的安裝和使用方便。主要應(yīng)用于城市給排水、水處理廠、水庫、河流、海洋、儲油罐、裝有糊狀物的罐及石油、化工、冶金、電力等部門的液位及其它敞開式容器液體的液位測量，被測液體無論是水、油、酸、堿、鹽及粘稠性液體，都能高精度地測量。

 

　　3、雷達液位計

 

　　在惡劣條件工作適用范圍廣，幾乎可以測量所有介質(zhì)。包括有毒的，腐蝕性介質(zhì)，固體、液體，粉塵性、漿狀介質(zhì)，都可以進行測量。測量連續(xù)準確,無須維修，可行性強,維護方便，操作簡單。非接觸測量，不受溫度、壓力、氣體等的影響。

 

　　4、磁致伸縮液位計

 

　　是利用磁致伸縮原理所開發(fā)的測位產(chǎn)品，輸出信號為絕對數(shù)值，不會對數(shù)據(jù)接收構(gòu)成問題，無須重新調(diào)整零位。內(nèi)部構(gòu)造是非接觸的，不會對傳感器造成任何磨損。輸出直接，無須再加裝輸出接口。輸出精確可靠，傳感器堅固耐用，壽命長，無須定期維修或校正。

 

　　5、差壓式液位計|物位計

 

　　通過表壓信號反映液位高度，安裝方便，容易實現(xiàn)遠傳和自動調(diào)節(jié)，工業(yè)上應(yīng)用較多。為比較成熟的液位測量儀表，測量精度較高，維護量少，需要重視維護；

 

　　6、磁翻板或磁翻柱液位計

 

　　就地顯示無須電源，顯示部分和介質(zhì)完全隔離，不會因介質(zhì)污染顯示條而使觀測受到影響，根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)開關(guān)點位置，安裝捆綁式液位變送器，輸出4～20mA信號，可實現(xiàn)遠距離檢測或控制。維護量小，維修費用低。

 

　　7、伺服式液位計

 

　　主要應(yīng)用在（無腐蝕性的液體）輕油品的高精度測量中。基本原理同鋼帶式液位計，有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，精度高，能夠達到1mm，安裝調(diào)試比較復雜，接觸式液位計，價格高。

 

　　8、電容式液位計

 

　　具有極高的抗干擾性和可靠性，解決了溫度、濕度、壓力及物質(zhì)的導電性等因素對測量過程的影響。能夠測量強腐蝕性的液體，如酸、堿、鹽、污水等。

 

　　9、射頻導納液位計

 

　　是一種從電容式發(fā)展起來的、防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的新型物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的升級。

 

　　10、浮筒液位計

 

　　根據(jù)浮力原理，液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，下降時由紅色轉(zhuǎn)為白色，從而實現(xiàn)液位指示。

 

　　11、鋼帶液位計

 

　　是利用力學平衡原理設(shè)計制作的，實用性強、測量范圍大、精度高性能穩(wěn)定、使用壽命長、便于維護等優(yōu)點。

 

　　12、靜磁柵液位計

 

　　直接輸出絕對液位數(shù)據(jù)，量程長、分辨度適中、無接觸特點，失電后能長時間保存絕對液位數(shù)據(jù)。耐沖擊、防水、抗油、抗粉塵、抗污染、不怕泡沫、讀數(shù)直觀精確、具有多種輸出信號、與車間現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)方便、便于維修置換等性能使其成為液位檢測與控制的首選設(shè)備。

 

　　四.結(jié)論

 

　　通過以上對液位計的論述，我們對液位計的工作原理和性能等有了基本的了解，液位計有浮子鋼帶式液位計、靜壓式液位計、雷達液位計、伺服式液位計等多種液位計。每種液位計都有自己的工作原理、特點、優(yōu)勢和適用范圍，因此對于不同的應(yīng)用，要根據(jù)具體情況和液位計設(shè)計選型的原理去選擇和設(shè)計。由此可以看出液位計在工業(yè)測量液位上有非常重要的作用，它的發(fā)展代表了部分工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，也代表一個國家工業(yè)水平的發(fā)展，所以我們要認真的去學習、研究和創(chuàng)新，開拓我們國內(nèi)液位測量技術(shù)的新時代。


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