投入式液位計的基本工作原理就是靜壓液位測量。液體介質(zhì)中,某一個(gè)深度產(chǎn)生的壓力就是測量點(diǎn)以上的介質(zhì)自身的重量所產(chǎn)生的。它與介質(zhì)的密度和當地的重力加速度成正比。通過(guò)公式P=ρgh反映了他們之間的比例關(guān)系。其中P=壓力,ρ=介質(zhì)密度,g=重力加速度,h=測量點(diǎn)的深度。所以投入式液位計測量的物理量其實(shí)是壓力,通過(guò)投入式液位計的標定單位mH2O 就可以了解。而實(shí)際的液位必須通過(guò)知道密度和重力加速度這兩個(gè)參數后,通過(guò)換算獲得。這樣的換算在工業(yè)領(lǐng)域中通常是通過(guò)二次儀表或者PLC進(jìn)行的。 投入式液位計的優(yōu)點(diǎn)主要是:測量精度高;安裝方便;信號可遠傳遙控;可以通過(guò)選擇不同的材料抵抗各種介質(zhì)的腐蝕;適合用于防爆場(chǎng)合;價(jià)格適中。缺點(diǎn)表現為:測量信號需要換算;無(wú)法測量超過(guò)125℃的高溫介質(zhì)溫度;測量介質(zhì)的密度必須均勻一致。 幾種液位測量方式的比較 在工業(yè)領(lǐng)域中,要測量液位,除了投入式液位計的靜壓液位測量外,還有許多其他的方式和原理。 浮球液位計是一種依靠浮力原理測量液位的方法。通常是通過(guò)浮球與刻度尺配合的方式,使觀(guān)測者能夠直觀(guān)讀取液位的高度。優(yōu)點(diǎn):能夠快速、直觀(guān)地讀數;價(jià)格低廉;安裝簡(jiǎn)便。缺點(diǎn):精度低;安裝受容器形狀結構的限制比較大;不適合用于腐蝕性強、有危險性的介質(zhì);無(wú)法實(shí)現遠傳和調節。 磁翻板液位計是靠安裝在容器內部的磁力浮子,帶動(dòng)容器外部的磁力翻板翻轉實(shí)現信號轉換和液位顯示。優(yōu)點(diǎn):能夠快速、直觀(guān)地讀數;價(jià)格較低;可實(shí)現遠傳和調節。缺點(diǎn):精度低;安裝復雜;量程限制;安裝體積比較大。 電容式液位傳感器是利用電容兩極板間電容值變化測量液面的高低。優(yōu)點(diǎn):體積較小,容易實(shí)現遠傳和調節;適用于具有腐蝕性和高壓介質(zhì)。缺點(diǎn):介質(zhì)和液面上部的介電常數必須保持恒定才能準確測量;測量范圍受金屬棒長(cháng)度限制;對容器材質(zhì)有較高的要求;被測介質(zhì)具有導電性。 雷達液位計是通過(guò)探測自身發(fā)出的微波(波長(cháng)很短的電磁波)被液面反射后的信息換算液/物面位置。優(yōu)點(diǎn):可以測量壓力容器內液位,可以忽略高溫、高壓、結垢和冷凝物的影響;精度較高;與介質(zhì)無(wú)直接接觸;耐腐蝕性強;可在真空環(huán)境中使用;安裝簡(jiǎn)便。缺點(diǎn):價(jià)格昂貴;受容器幾何結構和材料特性影響;容易受電磁波干擾。 超聲波液位計是通過(guò)探測自身發(fā)出的超聲波被液面反射后的信號換算液/物面位置的。優(yōu)點(diǎn):與介質(zhì)無(wú)直接接觸;耐腐蝕性強;精度較高;安裝簡(jiǎn)便。缺點(diǎn):價(jià)格比較昂貴;超聲波受傳輸媒介的氣體成分影響較大;受容器幾何結構特性影響較大;不適用于有氣泡或懸浮物的介質(zhì);容易受電磁波干擾。 氣泡法是通過(guò)氣源從容器底部向介質(zhì)內充氣。供氣系統內的吹氣壓力只有與容器底部的液體靜壓平衡時(shí),氣體才會(huì )從氣管內進(jìn)入容器形成氣泡。這時(shí)測量供氣系統內的氣壓可換算出測量點(diǎn)的靜壓,進(jìn)而得到液位值。優(yōu)點(diǎn):耐腐蝕性強;能夠測量高溫介質(zhì)。缺點(diǎn):維護費用較高;精度較低。 投入式液位計特點(diǎn)及應用 投入式液位計,其精度從0.25% F SO到0.05%F SO有多種選擇。大多數投入式液位計都能通過(guò)增配Pt100溫度傳感器同時(shí)實(shí)現介質(zhì)的溫度信號輸出。高溫型投入式液位計LMK458能夠測量zui高到125℃的介質(zhì)。大氣管通過(guò)三重過(guò)濾系統將凝露問(wèn)題造成的影響降到zui低。產(chǎn)品的殼體、線(xiàn)纜外套、接液密封圈材質(zhì)有眾多種類(lèi)可選,滿(mǎn)足客戶(hù)對耐腐蝕不同的要求。 案例一 某電站擴建項目中投入式液位計LMK457系列產(chǎn)品42臺用于4個(gè)反應堆的海水降溫水循環(huán)過(guò)濾系統中。具體應用:海水循環(huán)是通過(guò)控制閘門(mén)上下游水位落差保證循環(huán)系統中的海水冷凝循環(huán)的流速和流動(dòng)方向。LMK457的作用就是保證上下游水位落差始終保持在規定的范圍內。并由投入式液位計提供的信號控制閘門(mén)開(kāi)合的位置。 案例二 油輪壓載艙液位測量:在某油輪中共6 4 個(gè)艙中使用液位計LMK457以投入式或側裝的方式測量17個(gè)壓載艙、4個(gè)淡水艙、22個(gè)油艙/燃油艙、11個(gè)機油艙、2個(gè)灰水艙、2個(gè)污油艙、2個(gè)儲備艙中儲存的各種液體介質(zhì)以及4個(gè)吃水深度的測量。采用的量程統一為20mH2O。介質(zhì)中同時(shí)有大量的鐵屑漂浮物。安裝時(shí),不將液位計投入到槽底,而是懸浮在距離槽底1m左右的位置,并定期進(jìn)行清洗。保證探頭不被埋沒(méi)在槽底污物中,并且保持探頭膜片的潔凈。 案例五 長(cháng)江航道大壩船閘采用投入式液位計LMP308i對閘門(mén)上下游液位進(jìn)行監控,保證船只在通過(guò)閘門(mén)時(shí)安全平穩。具體應用:在閘門(mén)內外各安裝一套投入式液位計,通過(guò)內外側液位變化的速度調整閘門(mén)打開(kāi)的位置,直至上下游水位一致,船只通過(guò)后,關(guān)閘蓄水。
用于壓載艙中海水介質(zhì)測量的液位計采用CuNiFe合金殼體,以耐海水腐蝕。吃水傳感器LMK457采用側裝方式通過(guò)球閥與船底壁連接,進(jìn)行船體吃水形態(tài)監測。 案例三 某省地震監測局設計的地下水位監測系統中采用6 套投入式LMP307量程50-60 mH2O,在省內幾個(gè)觀(guān)測點(diǎn)實(shí)時(shí)監控地下水位變動(dòng)。鋼管打入地下一定的深度后,在鋼管內裝入投入式液位計。通過(guò)輸出信號檢測水位波動(dòng)狀況,尋找地震發(fā)生前地下水位可能出現的不正常波動(dòng)跡象。 案例四 某鋼鐵集團污水處理廠(chǎng)提供投入式液位計LMK809,5 mH2O量程配PVC殼體和FEP線(xiàn)纜,對需凈化處理的含大量酸性溶液的污水儲液槽進(jìn)行液位監控。
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