永鹏阀门 YONP VALVES

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液位计的选型

2013-01-11

1、液位变送器的概念
液位变送器,可称为液位计的显示仪表,可简称为液位计,不包含其液位传感器的部件。液位变送器液位测量通常指对工业生产过程中封闭式或敞开容器中液位的高度进行检测;
液位变送器的运用十分的广泛,是对压力变送器技术的延伸和发展,根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理,实现对水、油及糊状物的体积、液高、重量的准确测量和传送。使用被测介质广泛,可测油、水及与316不锈钢兼容的糊状物,具有一定的防腐能力。

延伸理解——液位传感器:
基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。

  液位传感器原理:用静压测量原理——当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力公式为:Ρ = ρ .g.H + Po 式中:
  P :变送器迎液面所受压力
  ρ:被测液体密度
  g :当地重力加速度
  Po :液面上大气压
  H :变送器投入液体的深度
 同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po ,使传感器测得压力为:ρ .g.H ,显然 , 通过测取压力 P ,可以得到液位深度。

2、液位变送器类别:

1.压力类:差压式、双法兰、单法兰、投入式、静压式、吹泡式
2.雷达类:非接触式雷达、导波雷达式
3.超声波:超声波、外贴式超声波式
4.射线类:中子、γ射线、a射线式
5.浮子类:浮筒、浮球、钢带、伺服式
6.光电类:光纤、激光、光导式
7.磁子类:磁翻板、磁浮子、磁致伸缩式
8.其他:电容、射频导纳、阻带、玻璃管电阻、电接点、感温式等。

1)、浮球式液位变送器
   浮球式液位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成。 一般磁性浮球的比重小于0.5,可漂于液面之上并沿测量导管上下移动。导管内装有测量元件,它可以在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号,并将电子单元转换成4~20mA或其它标准信号输出。该变送器为模块电路,具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等优点,电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路,可使输出最大电流不超过28mA,因而能够可靠地保护电源并使二次仪表不被损坏。

2)、浮筒式液位变送器
浮筒式液位变送器是将磁性浮球改为浮筒,它是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式液位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。

3)、静压液位变送器
该变送器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号,再经放大电路放大和补偿电路补偿,最后以4~20mA或0~10mA电流方式输出。


3、液位变送器的的选型注意
选择液位计时应考虑以下因素:
(1)测量对象,如被测介质的物理和化学性质,以及工作压力和温度、安装条件、液位变化的速度等;

(2)测量和控制要求,如测量范围、测量(或控制)精确度、显示方式、现场指示、远距离指示、与计算机的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。

在进行液位计选型的时候有一个很重要的因素是—差压式液位变送器,它是安装在液体容器的底部,通过表压信号反映液位高度。在制药、食品、 化工行业液位测量控制过程中, 盛装液体的容器经常处于有压的情况下工作,此时常规的静压式液位变送器变不能满足测量要求,由于在传感器电路和结构上的改进,提高了差压液位测量技术在制药和食品行业的实用价值。现在,这种新型液位测量技术已被制药、食品及其它行业领域应用。

液位变送器在生产的时候有很多的于行业规范和标准的要求,需要进行特殊环境的工艺处理,既要求量程小、精度高,又要求耐高温、耐腐蚀及高过载承受能力的液位变送器。 所以在液位计选型的时候一定明确业危机的适用范围。

4、液位变送器的使用注意
测量高温高压液位可以选用内插或外接式电容液位计或同位素液位计。采用浮筒液位计在测量范围的下限和上限大约20%的范围不准,因为液体在高温高压下的密度和浮筒液位计在出厂标定时的密度不同,所以产生误差。由于在合成氨厂,经常测量32MPa、15MPa的容器的液位,所以高压液位的测量一般仪表很难测量准确。

A、雷达液位计使用注意
1)雷达液位计天线的轴线应与液位的反射表面垂直。
2)槽内的搅拌阀、槽壁的黏附物和阶梯等物体,如果在雷达液位计的信号范围内,会产生干扰的反射波,影响液位测量。
3)喇叭型的雷达液位计的喇叭口要超过安装孔的内表面一定的距离(>10mm)。棒式液位计的天线要伸出安装孔,安装孔的长度不能超过100mm。对于圆型或椭圆型的容器,应装在离中心为1/2R(R为容器半径)距离的位置,不可装在圆型或椭圆型的容器顶的中心处,否则雷达波在容器壁的多重反射后,汇集于容器顶的中心处,形成很强的干扰波,会影响准确测量。
4)对液位波动较大的容器的液位测量,可采用附带旁通管的液位计,以减少液位波动的影响.
5)缆式雷达在应用中出现的故障85%是安装不当造成,14.5%的的故障是参数设置不合适造成,0.5%的故障是仪表自身原因引起。

B、磁致伸缩液位计使用注意
此类文章本公司在此不再赘述。只要在百度上搜这个标题,即可找到。

C、超声波液位计使用注意
一般从它的安装上来入手说明,因为安装不正确起了很重要的测量关键。
1) 安装位置要尽可能选择液面平稳、料面平整的位置,同时远离扶梯、进料口、出料口,尽可能与容器壁保持较远的距离,远离搅拌器。

2) 安装接口要求开口尺寸足够大,当为法兰安装时,法兰下面的接管长度要设计合理。
①对于我公司的10米、12米量程的液位计|物位计,接管长度应不大于15cm,选择DN80以上的法兰口。
②对于15米、20米、30米和40米量程的液位计|物位计,接管长度应不大于20cm;选择DN200以上的法兰口。
③对于8米以下量程的液位计|物位计,对接管长度无要求,可适当设计,以消除盲区的影响,并选择DN65以上的法兰口。 


D、磁翻板液位计使用注意
1) 磁翻板液位计安装必须垂直,磁翻板液位计与容器引管间应装有球阀,便于检修和清洗; 磁翻板液位计的安装位置,应避开或远离物料介质进出口处,避免物料流体局部区域的急速变化,影响液位测量的准确性;

2) 介质内不应含有固体杂质或磁性物质,以免对浮子造成卡阻;

3) 使用前应先用校正磁钢将零位以下的小球置成红色,其它球置成白色;

 4) 打开底法兰,装入磁性浮子(注意:重端带磁性一端向上,不能倒装。

5) 调试时应先打开上部引管阀门,然后缓慢开启下部阀门,让介质平稳进入主导管(运行中应避免介质急速冲击浮子,引起浮子剧列波动,影响显示准确性),观察磁性红白球翻转是否正常,然后关闭下引管阀门,打开排污阀,让主导管内液位下降,据此方法操作三次,确属正常,即可投入运行(腐蚀性等特殊液体除外);

E、玻璃管液位计安装使用注意事项 (双色石英)
1、 玻璃管液位计在运输、搬运及安装时,不可撞击或敲打,以防玻璃管和玻璃片破碎。
2、 待安装后,当介质温度很高时,不要马上开启阀门,应预热20-30分钟,待玻璃管有一定温度后,再缓慢开启阀门。
阀门开启程序:先缓慢开启上阀门,再缓慢开启下阀门,使被测介质慢慢进入玻璃管内。

3、 在使用中,应定期清洗玻璃管内外壁污垢,以保持液位显示清晰。清洗程序:先关闭与容器连接的上、下阀门,打开排污阀,放净玻璃管内残液,使用适当清洗剂或采用长杆毛刷拉擦方法,清除管内壁污垢。

4、 如果石英管断裂或挂垢严重需要更换时,具体步骤:拆下表体,拧开两端螺帽和螺母,用木棍将石英玻璃管从一端向另一端敲击,取出石墨环,将新石英管装入,再将石墨环套在石英管上,等距嵌入表体内,拧紧两端螺母及螺帽,确认无渗漏后,即可投入运行。


 

传统的液位测量无怪乎两种类型,既是浮力法和压力法,还有现场原始的连通器。

浮力法又分恒浮力和变浮力。

恒浮力比较直观,安装也相对简单,能真实的反应被测介质的液位,应该说是除了连通器最准确的仪表,只是由于测量原件直接与被测介质接触,在长时间的运行中受介质的腐蚀、温度、压力变化造成浮球磨损、机械部件磕碰甚至测量浮子腐蚀穿透失去测量能力。

恒浮力的仪表主要有:浮球、浮子液位计(界位),浮盘液位计。浮球主要用于塔、罐(卧罐)测量,主要是内浮球,浮子液位界位计主要用于回流罐、脱水罐、两相界面的测量。浮球受球杆及测量角度,浮子受正负取压管及测量管的制造限制,其两者所测介质液位界位高度都不会很高,适合与产品生产中的塔、罐介质的测量。浮盘液位计主要用于开口罐的液位测量,储罐的介质液位检测得到大量应用,其浮盘大小也有很多如内浮顶式适合于易挥发的介质。恒浮力式液位计主要优点是其测量的液位不受介质密度的变化(通过浮子没入介质的深度来自动抵消介质密度的变化)。

变浮力测量仪表主要是:浮筒,有内外之分,内浮筒主要用于零位罐的测量,外浮筒应用场合和浮子差不多,由于浮筒的浮力受介质密度的变化影响浮筒扭力的大小,因此其实际测量中不如恒浮力准确。校准过程也比较啰嗦,实际应用中容易发生故障。

压力法测量介质液位,就是设定被测介质密度不变,那么其介质产生的静压与高度成线性关系,因此通过检测介质的静压就可知其液位。压力法根据被测介质的气相压力分为:压力法和差压法。

压力法即介质所受气相压力为大气压,其容器上部开口与大气相同,那么其检测的压力就可换算成高度。

差压法,就是解决气相压力不是零的情况,其通过正负压室的压力差来测量介质的静压。

受被测介质特性影响,压力法仪表制造形式不同,有普通的压变(差压),单法兰、双法兰,静压探头等等。主要优点是由于没有机械部件处于介质中使用寿命长,维护量少,缺点是介质密度变化对其实际测量产生误差,主要用于介质的生产中由于设备的限制不能安装浮力法仪表的场合,如内部有填料,塔盘,吹汽等等。

不论浮力法还是压力法归根结底都是假设了介质密度恒定,但在实际生产中介质受温度压力生产的影响造成介质密度随机性变化因此不会真实的反应介质的液位,特别是受密度影响严重的变浮力法和压力法,严重时甚至不能测量。

连通器测量仪表是现场的就地显示仪表,其真实的反映了介质的液位,现场主要用到的是玻璃管(有单色、双色、三色)、玻璃板液位计、(磁翻球属于恒浮力法),这种液位计的缺点是由于是玻璃材质制成的,在使用中介质的杂质易吸附在玻璃内壁上时间一长看不清其液面,因此需要定期清洗,其不能远传显示。这种仪表测量原理是最准确的仪表,理论上是零误差。

1、液位变送器概念
 

      液位变送器液位变送器是对压力变送器技术的延伸和发展,根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理,实现对水、油及糊状物的体积、液高、重量的准确测量和传送。 
 
2、液位变送器的分类

投入式、直杆式、法兰式、螺纹式、电感式、旋入式、浮球式结构设计,备有防阻塞型设计,安装简单,使用方便、互换能力强,高品质传感器的灵敏度高,响应速度快,准确反映流动或静态液面的细微变化,测量准确度高。
   2.1投入式液位变送器

 投入式液位变送器采用高性能的扩散硅压阻式压力传感器作为测量元件,经过高可靠性的放大处理电路及精密温度补偿,将被测介质的表压或绝压转换为标准的电压或电流信号。本产品体积小巧,使用安装方便,直接投入水中到液面的液位高度。   

特点:采用先进电路处理技术,性能稳定、高灵敏度;多种量程,最大可测200m(水柱压力);采用316L不锈钢隔离膜片,适用于多种测量介质;配置灵活,根据需要可选择不同配置。

   应用:工业现场液位测量与控制、城市供水及污水处理石油、化工、电厂、水文监测、水库、大坝、水电建设等领域的液位的测量与控制。

  产品特点:具有反向极性和限流保护;激光调阻温度补偿,零点、量程可现场调节;范围宽抗腐蚀,适于多种介质;过载及抗干扰能力强,性能稳定。
物理性能
  结构材料:隔离膜片:316不锈钢波纹膜片 传感器外壳:1Gr18Ni9Ti不锈钢

  电 缆:φ8聚氯乙烯六芯空心电缆(防腐型为聚四氟乙烯电缆) 中 继 箱:97×84×147环氧树脂喷涂 过程连接: 投入式:直角支架孔距50×50mm   孔径φ5mm。

[nbs直杆式:无螺纹或螺纹自选。

[nbsp螺纹式:M27×2 M20×1.5或螺纹自选

  法兰式:DN25或用户自选。

  防腐式:直角支架孔距50×50mm,

  孔径φ5mm六、

  
        2.2、投入式静压液位变送器
  投入式静压液位变送器是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理,采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应,将静压转成电信号。经过温度补偿和线性校正。转换成4-20mADC标准电流信号输出。   投入式静压液位变送器的传感器部分可直接投入到液体中,变送器部分可用法兰或支架固定,安装使用极为方便
    特点:
  稳定性好,精度高:投入式液位变送器直接投入到被测介质中,安装使用相当方便。

  固态结构,无可动部件,高可靠性,使用寿命长从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量,不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响宽范围的温度补偿。投入式液位变送器具有电源反相极性保护及过载限流保护。
   主要技术指标:
        测量范围:0.3~100m(由用户自选)

[nbs精度:0.2、0.5、1.0级   工作温度:-20~80℃

  输出信号:二线制4~20mADC   电源电压:标准24VDC(12~36VDC)

  不灵敏区:≤±1.0%FS   负载能力:0-600Ω

  相对温度:≤85%

  防护等级:IP68

  防爆标志:ExiaⅡCT4-6


        2.3、硅压阻式液位变送器

硅压阻式液位变送器是在液位传感器的基础上把与液位深度成正比的液体静压力测量出来,并经过放大电路转换成标准电流电压信号输出,建立起输出电信号与液位浓度的线性对比关系,实现对液体深度的测量。在结构上采用了防水导线与不锈钢外壳密封连接,通气管在电缆内与外界相通,内部结构防结露设计。具有良好的稳定性和可靠性,广泛应用于环保、水利、电厂、城市供排水、水文勘探等领域的水位的测量与控制。

       2.4、 防雷击液位变送器

防雷击液位变送器将OEM充油芯体封装在不锈钢壳体内,前端防护帽起防护传感器膜片的作用,也能使液体流畅的

接触到膜片,防水导线与外壳密封连接,通气管在电缆内与大气相通内部结构以防结露设计。并在内部电路上设计

了三级防雷击模块,可以有效的防止感应雷电的破坏。
 


        2.5、铠装液位变送器

 该产品能够直接扦入液体底部,测量由端部的传感器到液位表面的高度、安装方便、可靠性高,适用于开口容器或需要插入安装的液位测量。
   特点:

 结构简单:无任何可动或弹性元件,因此可靠性极高,维护量极少。

  安装方便:内装式结构尤其显示出这一特点,无需任何专用工具。

 调整方便:零位、量程两个电位器可在液位检测有效范围内任意进行零点迁移或量程的改变,两个调整互不影响。   

    用途广泛;适用于高温高压、强腐蚀等介质的液位测量。

  主要技术指标   有效检测范围:0-0.2-20m

  精 度:0.5级、1级、1.5级   承压范围:负压、常压、高压(32MPa以下)

  工作温度:-50~240℃

  环境温度:-20~75℃

  适用介质:酸、碱、盐或对聚四氟乙烯无腐蚀的任意介质

 输出信号:4-20mA、二线制   供电电源:负载电阻 0-750Ω DC24V

  固定方式:螺纹安装M20×1.5、M27×2 法兰安装DN15、DN25、DN50、DN80。

 现场显示:模拟显示0-100%、数字显示、现场深度

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