液位計(jì)是化工廠(chǎng)十分常見(jiàn)的儀表，掌握了各種液位計(jì)的工作原理、應(yīng)用特點(diǎn)及常見(jiàn)故障的維護(hù)方法，能夠使測(cè)量更加準(zhǔn)確，同時(shí)也能使液位計(jì)使用的壽命更長(zhǎng)。
工作原理
超聲波液位計(jì)是由一個(gè)完整的超聲波傳感器和控制電路組成。
超聲波液位計(jì)垂直安裝在液體的表面，它向液面發(fā)出一個(gè)超聲波脈沖，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，超聲波液位計(jì)的傳感器接收到從液面反射回的信號(hào)。
信號(hào)經(jīng)過(guò)變送器電路的選擇和處理，根據(jù)超聲波液位計(jì)發(fā)出和接收超聲波的時(shí)間差，計(jì)算出液面到傳感器的距離。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
通常應(yīng)用于溫度在-40℃～100℃之間、壓力在3Bar以下的場(chǎng)所。
在常溫、常壓的情況下，選擇超聲波物位計(jì)測(cè)量液體液位是佳的選擇，具有工作可靠、安裝簡(jiǎn)便、使用周期長(zhǎng)、免維護(hù)的特點(diǎn)，并具有相對(duì)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
由于超聲波物位計(jì)在測(cè)量物位時(shí)，與被測(cè)介質(zhì)不接觸，同時(shí)為全密閉防腐結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測(cè)量，效果佳。
但超聲波液位計(jì)測(cè)試容易有盲區(qū)，且不可以測(cè)量壓力容器，不能測(cè)量易揮發(fā)性介質(zhì)。
常見(jiàn)故障及解決方法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
超聲波液位計(jì)不顯示或不工作 | 檢查DC24V或AC220V正確否。 |
檢查接線(xiàn)是否正確。 | |
出現(xiàn)滿(mǎn)量程或者任意數(shù)據(jù) | 安裝的時(shí)候就要考慮盲區(qū)的高度，安裝好之后探頭離高水位之間的距離須大于盲區(qū)。 |
無(wú)信號(hào)或者數(shù)據(jù)波動(dòng)厲害 | 選用更大量程的超聲波液位計(jì)。 |
液體無(wú)粘性，可不換液位計(jì)，安裝導(dǎo)波管，把超聲波液位計(jì)探頭放在導(dǎo)波管內(nèi)測(cè)量液位計(jì)高度，因?yàn)閷?dǎo)波管內(nèi)的液面基本是平穩(wěn)的。 | |
超聲波液位計(jì)須可靠接地，屏蔽電磁干擾。 | |
對(duì)于有安裝口的容器或探頭置于圓管內(nèi) | 5m量程超聲波液位計(jì)容器法蘭接管長(zhǎng)度應(yīng)小于400mm。 |
10m量程超聲波液位計(jì)容器接管長(zhǎng)度應(yīng)小于150mm。 | |
15m量程超聲波液位計(jì)探頭應(yīng)從安裝口內(nèi)伸出。 |
工作原理
雷達(dá)液位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表，雷達(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以通過(guò)電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。
探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式探頭傳播，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來(lái)被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
雷達(dá)液位計(jì)是非接觸式測(cè)量或TDR導(dǎo)波式測(cè)量；雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用電磁脈沖進(jìn)行快速測(cè)量，精度高，抗干擾能力強(qiáng)；耐腐蝕（探頭大多采用316不銹鋼或PVDP等材料）；耐壓高；耐溫高。
應(yīng)用場(chǎng)合：
雷達(dá)液位計(jì)大的特點(diǎn)是在惡劣條件下功效顯著，無(wú)論是有毒介質(zhì)，還是腐蝕性介質(zhì)，也無(wú)論是固體、液體還是粉塵性、漿狀介質(zhì)，它都可以進(jìn)行測(cè)量。
常見(jiàn)故障及解決方法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
液位、輸出百分?jǐn)?shù)與回路值波動(dòng) | 重新組態(tài)探頭長(zhǎng)度和偏差 |
依靠其他設(shè)備確認(rèn)準(zhǔn)確液位 | |
調(diào)整阻尼系數(shù) | |
重新組態(tài)回路值 | |
不論液位高低，輸出為同一數(shù)值 | 確認(rèn)探頭長(zhǎng)度 |
調(diào)整偏置值，已達(dá)到準(zhǔn)確數(shù)值 | |
無(wú)液位信號(hào) | 檢查介質(zhì)介電常數(shù) |
可能有介質(zhì)在探頭上搭橋 | |
介電常數(shù)選擇不正確 | |
液位在D部過(guò)渡區(qū)，組態(tài)時(shí)沒(méi)有設(shè)置 | |
線(xiàn)路板或16針連接器工作不正常 | |
探頭長(zhǎng)度組態(tài) | |
輸出或大，或小，不準(zhǔn)確 | 介質(zhì)不純，如油帶水 |
介質(zhì)或雜物在探頭上搭橋 | |
導(dǎo)波桿堵塞 | |
有泡沫或粘稠物 |
鋼帶液位計(jì)
工作原理
當(dāng)液位改變時(shí)，原有的力學(xué)平衡在浮子受浮力的擾動(dòng)下，將通過(guò)鋼帶的移動(dòng)達(dá)到新的平衡。
液位檢測(cè)裝置（浮子）根據(jù)液位的情況帶動(dòng)鋼帶移動(dòng)，位移傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)鋼帶的移動(dòng)策動(dòng)傳動(dòng)銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而作用于計(jì)數(shù)器來(lái)顯示液位的情況。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
實(shí)用性強(qiáng)、測(cè)量范圍大、精度高、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、便于維護(hù)。
適用場(chǎng)合：
適用于石油化工中酸性、堿性、腐蝕性或高粘度介質(zhì)液位的測(cè)量。
常見(jiàn)故障及解決方法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
液位變化，表頭內(nèi)計(jì)數(shù)器不動(dòng) | 鏈輪與顯示部分軸松動(dòng)，重新緊固。 |
顯示部分齒輪磨損，更換齒輪組件。 | |
活動(dòng)部分被凍住,應(yīng)采取防凍措施。 | |
計(jì)數(shù)器是否損壞，如損壞更換計(jì)數(shù)器。 | |
鋼帶斷裂 | 可用氫弧焊焊接。 |
在鋼帶上打孔,用鉚釘鉚住。 | |
更換鋼帶。 | |
精度降低 | 在鋼帶打孔時(shí)，孔距預(yù)留一定余量加以補(bǔ)償，但其測(cè)量精度高僅達(dá)4-5mm。 |
采用微處理器自動(dòng)進(jìn)行各種補(bǔ)償，其精度可達(dá)±1mm。 | |
讀數(shù)有誤差 | 計(jì)數(shù)器連接軸松動(dòng)，取下表蓋，把連接軸固定螺釘擰緊。 |
鋼帶打結(jié)或扭曲，打開(kāi)表頭后蓋，抽出鋼帶檢查。 | |
導(dǎo)向鋼絲與浮子有摩擦，重新裝配。 | |
鋼帶越出滑輪槽或鏈輪嚙合不好，加以矯正。 | |
恒力盤(pán)簧剛度不足,需要更換。 |
差壓式液位計(jì)
工作原理
對(duì)密閉貯槽或反應(yīng)罐，設(shè)底部壓力為P，液面上的壓力為PS，液位高度為H，則有:
P=P3+Hpg
式中：p為介質(zhì)密度，g為重力加速度。
△P=P-P3=Hpg
通常被測(cè)介質(zhì)的密度是已知的，壓差△P與液位高度H成正比，測(cè)出壓差就知道被測(cè)液位高度。
當(dāng)被測(cè)容器敞口時(shí)，氣相壓力為大氣壓。差壓計(jì)的負(fù)壓室通大氣即可，此時(shí)也可用壓力計(jì)來(lái)測(cè)量液位;若容器是密閉的，則需將差壓計(jì)的負(fù)壓室與容器的氣相相連接。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
差壓式液位測(cè)量無(wú)機(jī)械磨損，工作可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，便于操作維護(hù)，體積小適合大多數(shù)常溫常壓的場(chǎng)合。
缺點(diǎn)：
由于原理限制這種液位計(jì)是先測(cè)出壓力再轉(zhuǎn)化為液位，精度不是很高，當(dāng)容器內(nèi)有蒸汽時(shí)會(huì)在負(fù)相引壓管內(nèi)冷凝成液體，造成嚴(yán)重測(cè)量誤差，需要在引壓管裝儲(chǔ)液罐，定期進(jìn)行人工排液；
天氣寒冷時(shí)引壓管內(nèi)的液體容易凝固，需要進(jìn)行伴熱保溫， 投用時(shí)麻煩，須在變送器引壓管中注滿(mǎn)水或等水蒸汽凝結(jié)充滿(mǎn)引壓管后才能準(zhǔn)確投用。
應(yīng)用場(chǎng)合：
適用于石油、化工、電力、輕工及醫(yī)藥等行業(yè)儲(chǔ)罐介質(zhì)液位的測(cè)量，一種被廣泛使用的液位計(jì)。
使用限制：
密度和溫度變化比較大工況的儲(chǔ)罐，精度很受到很大影響，如果有積垢或結(jié)晶，那么垢或結(jié)晶附著在變送器模塊上，變送器就靈敏非常低了，而且要求測(cè)量介質(zhì)純凈。
常見(jiàn)故障及解決辦法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
無(wú)指示 | 信號(hào)線(xiàn)脫落或電源故障，重新接線(xiàn)或處理電源故障。 |
放心柵壞，更換放心柵。 | |
電路板損壞，更換電路板或變送器。 | |
指示為大（?。?/p> | 低壓側(cè)（高壓側(cè)）膜片、毛細(xì)管壞，或封入液泄漏，更換儀表。 |
低壓側(cè)（高壓側(cè)）引壓閥沒(méi)打開(kāi)，打開(kāi)引壓閥。 | |
低壓側(cè)（高壓側(cè)）引壓閥堵，清理雜物或更換引壓閥。 | |
指示為偏大（偏?。?/p> | 低壓側(cè)（高壓側(cè)）放空堵頭漏或引壓閥沒(méi)全開(kāi)，緊固放空堵頭，打開(kāi)引壓閥。 |
儀表未校準(zhǔn)，重新校對(duì)儀表。 | |
指示值無(wú)變化 | 電路板損壞，更換電路板。 |
高、低壓側(cè)膜片或毛細(xì)管同時(shí)損壞，更換儀表。 |
電容式液位計(jì)
工作原理
電容式液位計(jì)是采用測(cè)量電容的變化來(lái)測(cè)量液面的高低的。一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個(gè)J，容器壁作為電容的另一J。兩電J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，電容式液位計(jì)可通過(guò)兩電J間的電容量的變化來(lái)測(cè)量液位的高低。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
電容液位計(jì)體積小，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)。
缺點(diǎn)：
電容液位計(jì)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(cè)量準(zhǔn)確，被測(cè)液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會(huì)引起誤差。
應(yīng)用場(chǎng)合：
可安裝在環(huán)境J為惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，特別適用于高溫、振動(dòng)、腐蝕、危險(xiǎn)及需要遠(yuǎn)方設(shè)定等場(chǎng)合。
常見(jiàn)故障及解決辦法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
指示大值 | 電J（電容線(xiàn)）斷路，更換電J（電容線(xiàn)） |
指示小值 | 電J（電容線(xiàn)）短路，更換電J（電容線(xiàn)） |
指示值波動(dòng) | 先考慮是否液位出現(xiàn)波動(dòng)，若不是液位波動(dòng)，考慮干擾的影響以及接地是否良好，附近是否有干擾源，是否有電氣焊進(jìn)行作業(yè)，是否有大型電氣設(shè)備的影響。 |
無(wú)電流輸出 | 應(yīng)檢查信號(hào)處理器“+”，“-引出線(xiàn)是否松動(dòng)，脫落，儀表指示表頭固定螺紋及固定柱是否松有動(dòng)，接觸不良。 |
磁翻板液位計(jì)
工作原理
根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研發(fā)而成，當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，浮子內(nèi)的長(zhǎng)期磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示面板，使紅白翻柱翻轉(zhuǎn)180°。
當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，面板上紅白交界處為容器內(nèi)液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位顯示。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
特點(diǎn)：
液體介質(zhì)與指示器完全隔離，在任何情況下都非常放心、可靠、耐用，而且各種型號(hào)的液位計(jì)配上液位報(bào)警、控制開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)液位或界位的上、下限越位報(bào)警，控制或連鎖。
翻板容易卡死，造成無(wú)法遠(yuǎn)傳指示。磁性材料如退磁易導(dǎo)致液位計(jì)不能正常工作。
應(yīng)用場(chǎng)合：
適用于石油、化工等工業(yè)中低溫到高溫、真空到高壓等各種環(huán)境。
常見(jiàn)故障及解決辦法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
實(shí)際液位變化，但顯示板上的翻柱指示液位固定不變。 | 浮子被異物卡在主體管中；浮子過(guò)壓或受撞擊變形卡住。 打開(kāi)主體管法蘭，取出浮子清洗或更換。 |
液位上下波動(dòng)，有時(shí)候突然升高，然后恢復(fù)正常 | 介質(zhì)有氣泡上升沖擊浮子，需解決氣泡問(wèn)題或更換合適儀表選型。 |
顯示板顯示液位與實(shí)際值之間存在著固定差值 | 浮子裝反，顯示板松動(dòng)移位，或介質(zhì)密度與訂貨不符，需重新正確安裝浮子，重新按照上下接管位置固定顯示板，更換合適密度浮子。 |
出現(xiàn)個(gè)別小磁珠不翻轉(zhuǎn) | 翻柱轉(zhuǎn)軸有雜物阻礙或磁珠消磁，需取出磁珠清理檢查或更換磁珠。 |
浮球液位計(jì)
工作原理
帶有磁體的浮球在被測(cè)介質(zhì)中的位置受浮力作用影響：液位的變化導(dǎo)致磁性浮子位置的變化。
浮球中的磁體和傳感器作用，使串連入電路的元件的數(shù)量發(fā)生變化，進(jìn)而使儀表電路系統(tǒng)的電學(xué)量發(fā)生改變。通過(guò)檢測(cè)電學(xué)量的變化來(lái)反映容器內(nèi)液位的情況。
應(yīng)用場(chǎng)合及特點(diǎn)
特點(diǎn)：
浮球式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，可靠性好，精度高等。
應(yīng)用場(chǎng)合：
浮球液位計(jì)可適用于高溫、高壓、粘稠、臟污介質(zhì)、瀝青、含臘等油品以及易燃、易爆、腐蝕性等介質(zhì)的液位(界位)的連續(xù)測(cè)量。
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常見(jiàn)故障及解決辦法
故障現(xiàn)象 | 采取措施 |
浮子上下挪動(dòng)不夠靈敏 | 由于液位計(jì)裝置不當(dāng)惹起的，上下法蘭的中芯應(yīng)在一條線(xiàn)上，應(yīng)與程度面垂直 。 |
浮子在某一位置呈現(xiàn) “吸住”現(xiàn)象 | 是液位計(jì)穿過(guò)鋼制平臺(tái)時(shí)，與鋼板間隔過(guò)近產(chǎn)生的。此間距在100㎜左右即能保證對(duì)磁性浮子不產(chǎn)生影響。 |
輸出信號(hào)產(chǎn)生頻繁擾動(dòng)或有干擾脈沖 | 檢查信號(hào)電纜屏蔽層能否牢靠接地，還可用信號(hào)隔離器來(lái)處理。 |
浮子難以浮起且浮子挪動(dòng)不靈敏的狀況 | 是由于磁性浮子上沾有鐵屑或其他污物形成的?？上扰趴战橘|(zhì)，再取出浮子，消弭磁性浮子上沾有的鐵屑或其他污物即可。 |
