物位:设备和容器中液体或固体物料的表面位置;分为液位、料位、界位,指开口容器或密闭容器中液体的液面(液位)、两种液体的分界面(界位)、固体粉末或颗粒液的堆积高度(料位) 故物位是液位、界位、料位的总称。
按总体方式“直接检测”“间接检测” 按应用习惯分“接触式”“非接触式”
无迁移:一般用于常温 无腐蚀液体直接进变送器。需要注意正压室必须与液位零点在同一高度。
正迁移:一般用于常温 无腐蚀液体直接进变送器。当变送器表头安装在低于液位零点时。
负迁移:隔膜双法兰液位计一般用于测量腐蚀、高温介质,产生负迁移其根本原因在于传导压力的毛细管中硅油自身重力产生的压力差。
罗斯蒙特ERS电子远传液位计
虽然双法兰差压液位系统是一种成熟可靠的的技术,却一直以来很难在高型容器和塔中得到应用。因为这些都需要更长的毛细管以方便安装,距离过长的毛细管使得压力的传输变得误差过大。
ERS电子远传系统使用了两个直接安装的3051S压力变送器,而不是使用毛细管的单个差压变送器。两台压力变送器分别测量高低压侧的压力值,并且通过两台压力变送器中的主表计算差压;通过使用一个标准的两线制4-20 mA HART信号传回DCS系统。除了测量差压以外,同时可以输出高低压侧的压力值,也可以把差压直接转化为液位值输出显示
ERS电子远传液位计优点
1、无需零点迁移
2、解决高塔液(10米以上)位用法兰差压变送器不满足或毛细管带来的误差。
3、执行系统零点
4、响应时间更快,差压同步
浮力式液位计
浮力式液位计是通过飘浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒,在液位发生变化时其浮力发生相应的变化
1. 浮子式液位计
浮子式液位计是一种恒浮力式液位计。作为检测元件的浮子漂浮在液面上,浮子随着
液面高低的变化而上下移动,所受到的浮力大小保持一定,检测浮子所在的位置可知液面 的高低。浮子的形状常见的有圆盘形、圆柱形和球形等。
浮子通过滑轮和绳带与平衡重锤连接,绳带的拉 力与浮子的质量及浮力平衡,从而保证浮子处于平衡状态而漂在液面上。设圆柱型浮子的
外直径为D,浮子浸入液体的高度为 H,液体密度为 ρ ,则浮子所受到的浮力为∆F=ρg∆H πd2/4
只有浮力变化量 ΔH 克服了摩擦力后浮子才会开始动作,这就是这种液位计不灵敏区产生的原因
浮子式液位计的灵敏度为∆F/∆H= πd2/4ρg,与浮子的直径有关,适当增大浮子的直径, 可提高液位的灵敏度,从而提高测量精度
浮力式液位计
浮力式液位计是通过飘浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒,在液位发生变化时其浮力发生相应的变化
浮球开关
浮球开关的原理基于液位的变化来控制开关的状态。它利用浮力原理,通过浮球在液体中的上下浮动来控制开关的闭合与断开。具体来说,浮球开关通常由一个可以浮动的球体和一个或多个开关组成。当液位上升时,浮球随着液面的上升而上升,带动连杆或其他机械装置,使开关接点闭合;当液位下降时,浮球随之下降,开关接点断开。这种设计使得浮球开关能够在没有电源的情况下工作,适用于各种液体介质,包括腐蚀性、有毒或易燃易爆的环境
结构简单:浮球开关主要由浮球、连杆、开关等部分组成,结构简单,易于维护。
利用浮力:浮球在液体中受到浮力的作用,随着液位的升降而升降,带动连杆或其他机械装置。
控制开关:当浮球上升到一定位置时,通过机械装置触发开关动作,实现电路的闭合或断开。
广泛应用:由于其无需电源、结构简单、工作寿命长等特点,浮球开关在造船、石油化工、食品工业、水处理等领域有广泛应用
磁翻板液位计原理及应用
磁翻板液位计:又称磁浮子液位计,它是基于连通器原理,利用磁耦合技术进行工作。
磁翻板液位计弥补了玻璃管液位计不能在高温高压下工作和易碎的缺点。
磁翻板液位计可安装在储罐外侧和顶部,用于现场指示液位高度。
工作时,当液位上升或下降时本体管内的磁性浮子也随之上升下降,磁性浮子通过磁耦合带动磁翻板上的指示色片翻转,从而达到指示液位的目的。
磁浮子安装方向:磁铁向上,重的一头是磁铁
对于被测介质中含有杂质或粘滞物要加装过滤器或经常对浮子室及浮子进行清洁处理,防止浮子卡死。拆装浮子时请特别注意浮子的方向。如果装反,则仪表不能正常工作。
翻柱式指示器的表面应定期进行清洁处理,以防其表面积有过量的污物和粉尘,影响仪表正常显示。经长期使用的仪表应在大修时更换易损件。应根据介质的温度,流量和腐蚀性等各种因素经常维保
干簧管液位计
干簧管(Reed Switch)也称舌簧管或磁簧开关,是一种磁敏的特殊开关,是干簧继电器和接近开关的主要部件。它通常有两个软磁性材料做成的、无磁时断开的金属簧片触点,有的还有第三个作为常闭触点的簧片。
这些簧片触点被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里,玻璃管内平行封装的簧片端部重叠,并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。只要用磁铁接近它,干簧管两个节点就会吸合在一起,使电路导通。
磁翻板液位计的远传部分是由一个与浮子测量管长度相同与接近的变送测量管,这个变送测量管内就是整齐排列的一排干簧管,磁浮子随着液面的运动,就会触发相应位置的干簧管动作,经过测量与转换电路的变送,转换成标准的信号。

干簧管液位计与磁致伸缩液位计区分
精度
磁致伸缩:精度更高,一般可以达到±0.5mm甚至更高精度,适用于对液位测量精度要求较高场合
干簧管:精度相对磁致伸缩较低略低,通常在±3-5mm左右,适用于对精度要求不是极高的液位检测场合,如一般水箱液位检测
表头
磁致伸缩:表头较为精致,因内部有用于发射和接收脉冲信号、处理磁致伸缩效应返回信号等复杂电子元件的电路部分。表头可能会有较多指示灯或者显示屏,用于显示液位数值,报警信息,有些带操作按键来设置参数
干簧管:表头相对简单,主要功能是对干簧管通断信号进行处理显示。如果是简易型的,可能只是简单几个指示灯来表示液位的大致区间,或者是一个比较基础的液晶显示屏显示液位高低状态
导管
磁致伸缩:导管内主要是波导丝,从外观上看导管可能比较细一些,并且一般对波导丝有较好防护,导管材质可能是特殊的金属或者复合材料,以保证波导丝不受外界干扰
干簧管:导管是为了容纳浮子和安装干簧管传感器,导管相对会粗一点,因为要在导管壁上安装干簧管传感器,并保证浮子能够顺利上下移动,通常是透明或者半透明的塑料或者玻璃材质,以便能看到浮子移动情况
磁致伸缩液位计
磁致伸缩液位计:磁致伸缩液位变送器是近几年来国内外发展的新一代高科技产品。具有测量精度高、安装调试方便、使用寿命长、输出信号多(一台液位计可同时测量14个界面+6个温度信号)等特点;
磁致伸缩液位计广泛用在石油、化工等工业领域过程控制液位(界面)的连续测量
磁致伸缩时液位计主要由不导磁的探测杆、磁致伸缩线(波导)、浮球及变送器等组成。安装在探测杆内的磁致伸缩线与电路模块相连,电路模块中的脉冲发生器所产生的电流脉冲沿着波导线传播,当浮球随液位上升或下降时,其内磁钢随之同步变化
磁致伸缩效应指的是对软磁体进行磁化后,其形状、大小会发生变化的物理现象。
磁致伸缩液位计主要由电子头、探测杆、浮子三部分组成。探测杆由3条同轴的圆管组成:外管由防腐蚀材料制成,以提供保护作用;中间圆管可根据要求装配一个或多个测温传感器;最中心的时波导管,其内部是由磁致伸缩材料构成的波导丝;在液位仪探测杆外配有内含磁铁随液位变化的浮子
磁致伸缩液位计工作原理
工作时,电子头中的脉冲发生器首先在磁致伸缩波导丝上施加一个电脉冲信号(亦称询问脉冲,初始脉冲),此电脉冲同时伴随一个环形磁场,环形磁场与浮子内永磁铁产生的偏置磁场相遇时,浮子周围的磁场发生改变,从而使得由磁致伸缩材料制成的波导丝在浮子所在位置产生一个感应扭转波脉冲,该扭转波以声速由产生点向波导丝两端传播,传向末端的扭转波被阻尼器件吸收,传向激励端的信号则被检波装置接受,并由电子部件测量出脉冲电流与扭转波的时间差,再乘以扭转波在波导丝中的传播速度(固定量为2800m/s),即可精确地计算出浮子产生扭转波的位置与测量基准点间的距离,也就是液面的位置
音叉液位开关原理及应用
音叉液位开关主要用于有难度的测量工作,比如有结层有杂质的污水和盐酸等。音叉开关能运用于有难度的测量工作主要是因为其工作的原理和性能特点
原理:使用压电晶体以音叉的固有频率对音叉进行振动。当与被测液体发生接触,叉体的谐振频率便会明显降低,振动频率的变化,直接反应在压电检测器件的输出信号上,再由检测电路对该振动频率的变化进行判别并输出一个开关信号
特点:音叉开关适用于测量能自由流动的中等密度的固体粉末或颗粒。也适用于几乎所有的液体介质,可以测量多种物位,具有高/低故障安全限位开关,溢流或空运转保护,泵控制,显示管道内有无流动等功能
应用:音叉开关主要运用于有挑战性的液体,包括有结层、杂质的污水和盐酸,氢氧化钠等工业用液体。音叉开关不受泡沫、涡流、气体的影响,适用于各种料仓固体物料料位以及各种容器内液位的定点报警或控制。适应性强(被测介质不同的电参数、密度对测量均不产生影响)、不需调校(无论测量何种介质都不需要现场调校),广泛用于冶金、建材、化工、轻功、粮食等行业中物位的过程控制
雷达液位计
雷达液位计基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行,运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲电波在空间以光速传播,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。
雷达液位计可分为接触式和非接触式。接触式雷达液位计又称导波雷达液位计。导播雷达液位计发射端有一根导波杆,(导波杆有软缆,硬缆,双硬缆,同轴探头)导波杆使雷达信号沿导波杆传播,这样就使雷达信号能量更集中,避免了散射信号的干扰问题。
非接触式雷达液位计发射的电磁波有一定的发射角度,波束不集中,反射波散射比较严重。导致接收到的回波信号能量小,假信号多。对于识别真实液位回波信号有一定的难度。
导波雷达液位计
导波雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播,当遇到被测介质表面时,雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置,发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比,经计算得出液位高度。
注意:介质的介电常数(DC)直接影响高频脉冲信号的反射率。测量大介电常数(DC)的介质时(例如:水和氨水),脉冲反射信号强;相反,测量小介电常数(DC)的介质时(例如:碳氢化合物),脉冲反射信号弱。
脉冲雷达液位计
雷达液位计采用发射-反射-接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系如下:D=CT/2 雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常熟。则可计算出液面到达雷达天线的距离,从而知道液面的液位
电磁波穿透力强,一些烟气或者水蒸气,都可以穿破。雷达分频率,有高频雷达,低频雷达(导波雷达),导波雷达只有6.4Ghz-30m,频率比较低,所以需要通过导波杆把电波传下去,通过接触物体再反弹;高频通过喇叭口(26Ghz-100m)把电波发射出去 ,碰到障碍物再反弹;剩下一种调频的(水滴型),82Ghz-200m,频率更强,不需要喇叭口作为扩容来增量
超声波液位计
超声波液位计由发射器、接收器以及控制电路等组成。在测量过程中,超声波由脉冲发射器发出,这些声波(扩散声波)遇到液体表面时,会发生反射,然后被同一传感器或接收器接收。接收到的声波信号通过压电晶体转换成电信号;通过测量超声波从发射到接收时间,可以计算出传感器到液体表面的距离;可测液体和固体,有测量盲区
超声波液位计发射的是声波,是一种机械波,通过压电物质的振动来发射的,一般只用在常压的容器中,雷达可以用在压力较高的负压场合,雷达的精度相对来说更高,雷达的价格也更贵,超声波的波速与空气的压力和温度有关,一般来说,超声波液位计传感器部分同时安装有温度检测,自身可以进行温度补偿,但无法进行压力补偿,而雷达发射的是电磁波,与压力和温度无关,所以适用于压力容器的液位测量
最高液位与探头之间必须要大于这个盲区,一般盲区基本在50公分左右,所以一般要调高安装,比如测量5米液位,可以安装在5.5m高度,效果最佳;池壁不能有阻挡物,如果有,至少远离30公分以上才能达到最佳安装位置;探头必须和液体平行,液体里有泡沫粉尘等工况不可使用,因为声波功率有限,建议使用更高功率雷达液位计
外贴式声纳液位计
外贴式声呐液位计:利用声纳回波测距原理进行工作,这是一种非接触式的液位测量方法。其核心在于通过安装在容器底部的测量探头发射超声波,这些超声波穿透容器壁后在介质内传播。当超声波到达液面时,会发生反射形成回波信号,该回波信号被测量探头接受并传至变送器。变送器分析这些回波信号,计算出液位的高度,精度高,非接触式,安装方便
优点:1、完全非接触式液位计,可以在罐体外部实现管体内液位的连续准确测量。无须在罐壁上动火、开孔、不用任何法兰连接,完全不接触罐内介质,不受罐内液体介电常数、波动压力、温度、密度等变化的影响
缺点:不宜用于测量悬浊液,乳浊液,以及粘度过高的液体介质;不宜测量低于-60℃,高过250℃的液体介质;容器内液位测量头垂直方向不能有遮挡物
投入式液位计
压力式投入式液位计:利用液体对传感器施加压力来测量液位高度。传感器通常由一个压力传感器和一个浸入液体的导压管组成,液体的压力通过导压管传递到压力传感器上,将其转化为电信号进行处理和转换,得到液位高度测量结果
电容式投入式液位计:利用液体对电容的影响来测量液位高度。传感器通常由两个电极组成,一个固定在容器壁上,另一个浸入液体中。液位高度的变化会导致电容的变化,通过测量这种变化可以计算出液位的高度
超声波式投入式液位计:利用超声波的传播时间来测量液位高度。传感器由超声波发射器和一个接收器组成,发射器将超声波发送到液体中,当超声波遇到液体表面反射回来被接收器接收。通过测量超声波的传播时间可以计算出液位高度