液位計(jì)的種類及選型方法
液位計(jì)（Level gauge）是物位儀表的一種。液位計(jì)可分為磁浮子式、內(nèi)浮式、磁翻板、投入式幾種。磁浮球液位計(jì)主要廣泛運(yùn)用于石油加工、食品加工、化工、水處理、制藥、電力和鍋爐等領(lǐng)域中的液位測(cè)量。內(nèi)浮式磁性液位計(jì)是一種雙腔液位計(jì)，被測(cè)介質(zhì)與磁性面板端的腔體隔離，容器端腔體內(nèi)部與浮子經(jīng)過特殊處理后，確保了浮子跟隨液位的變化線性地傳遞給磁性面板，并清晰準(zhǔn)確地指示出液位的高度。液位計(jì)可測(cè)量強(qiáng)腐蝕型介質(zhì)的液位，測(cè)量高溫介質(zhì)的液位，測(cè)量密封容器的液位，與介質(zhì)的粘度、密度、工作壓力無關(guān)。
一.各種類液位計(jì)分析：
⒈磁浮子式
⑴、概述 磁浮子液位計(jì)和頂裝浮球液位計(jì)，可配置遠(yuǎn)傳液位變送器，用以實(shí)現(xiàn)液位信號(hào)遠(yuǎn)傳的數(shù)/模顯示。
⑵、結(jié)構(gòu)原理 MY型屬模擬式液位變送器，由液位傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩部分組成。液位傳感器由裝在φ20不銹鋼護(hù)管內(nèi)的若干干簧管和若干電阻構(gòu)成，護(hù)管緊固在測(cè)量管（主體管）外側(cè)；信號(hào)轉(zhuǎn)換器由電子模塊組成，安置在傳感器頂端或底端的防爆接線盒內(nèi)。
⑶、主要技術(shù)參數(shù)
1、量程：由測(cè)量范圍H確定；
2、誤差：±10mm；
3、輸出信號(hào)：4～20mA.DC（兩線制）；
4、負(fù)載電阻：≤550ω；
5、供電電壓：24V.DC；
6、出線口：M20×1.5（內(nèi)）；
7、環(huán)境溫度：-40～+60℃；
8、防爆等級(jí)：dⅡBT1-4；
9、外殼防護(hù)等級(jí)：IP65。
⑷、磁浮球液位計(jì)特點(diǎn)
磁浮球液位計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、性能穩(wěn)定、使用壽命長、便于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
⑸、磁浮球液位計(jì)的應(yīng)用
主要廣泛運(yùn)用于石油加工、食品加工、化工、水處理、制藥、電力、造紙、冶金、船舶和鍋爐等領(lǐng)域中的液位測(cè)量。
⒉投入式
投入式液位計(jì)（靜壓液位計(jì)/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種測(cè)量液位的壓力傳感器．靜壓投入式液位變送器（液位計(jì)）是基于所測(cè)液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為4～20mA/1～5VDC）。
投入式液位計(jì)采用先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件制作而成，直接投入容器或水體中即可精確測(cè)量出水位計(jì)末端到水面的高度，并將水位值通過4-20mA電流或RS485信號(hào)對(duì)外輸出。投入式液位計(jì)DATA-51系列廣泛應(yīng)用于城市供排水、污水處理、地下水、水庫、河道、海洋等水位監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
投入式液位計(jì)DATA-51系列
特點(diǎn)：
◆ 靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間≤1ms。
◆ 精度等級(jí)高，可達(dá)0.1級(jí)。
◆ 全不銹鋼密封結(jié)構(gòu)，IP68防水。
◆ 聚氨酯導(dǎo)氣電纜，耐高溫、耐腐蝕。
◆ 體積小巧，便于安裝、投放。
技術(shù)參數(shù)：
量程：0～5,10,15,20,25,30m或定制
精度等級(jí)：0.1%FS；0.5%FS（可選）
穩(wěn)定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年
過載能力：150%FS
零點(diǎn)溫度系數(shù)：±0.01%FS/℃
滿度溫度系數(shù)：±0.02%FS/℃
防護(hù)等級(jí)：IP68
輸出信號(hào)：RS485、4-20mA（可選）
供電電源：9V～36V DC
環(huán)境溫度：-10℃～80℃
存儲(chǔ)溫度：-40℃～85℃
結(jié)構(gòu)材料：外殼：不銹鋼1Cr18Ni9Ti 密封圈：氟橡膠
膜片：不銹鋼316L 電纜：φ7.2mm聚氨酯專用電纜
⒊磁翻板
高溫高壓磁翻板液位計(jì)是我公司為拓寬UHZ系列磁翻板液位計(jì)的使用范圍，更廣泛地滿足電力、供熱、供氣等行業(yè)的要求，采用獨(dú)特的散熱方式，有效地控制了介儀表的工作溫度，避免了磁性元件在高溫條件下退磁,確保儀表工作可靠，可測(cè)量高溫450℃，高壓25MPa，在國內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。
該液位計(jì)適用于高溫高壓液體容器的液位、界位的測(cè)量和控制。清晰的指示出液位的高度,顯示直觀醒目,指示器與貯罐完全隔離,使用安全、設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便可靠、性能穩(wěn)定、使用壽命長、維修費(fèi)用低、便于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
用戶可根據(jù)工程需要，配合遠(yuǎn)傳變送器使用，可實(shí)現(xiàn)就地?cái)?shù)字顯示，以及輸出4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)傳電信號(hào)，以配合記錄儀表，或工業(yè)過程控制的需要。也可以配合磁性控制開關(guān)或接近開關(guān)等使用，對(duì)液位監(jiān)控報(bào)警或?qū)M(jìn)液出液設(shè)備進(jìn)行控制。
技術(shù)參數(shù)
測(cè)量范圍：200…….～15000㎜（超過6000mm的或運(yùn)輸條件不允許超過長度的液位計(jì)可采購分段制造）
顯示精度：±10mm；
工作壓力：6.3、10.0、16.0、25.0MPa；
介質(zhì)溫度：-20℃～450℃；
介質(zhì)密度：≥.0.5g/cm3；
介質(zhì)密度差：≥.0.15g/cm3（測(cè)量界位）
介質(zhì)粘度：≤0.4Pa·S；
過程連接：DN20/25 PN1.0 (執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)HG20592~20635-97)，如需其它標(biāo)準(zhǔn)可按客戶要求制造。
接液材質(zhì)：316SS、316L等等（按介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)及使用溫度壓力選擇）；
浮子材質(zhì)：316SS、316L、鈦等。
⒋內(nèi)浮式
內(nèi)浮式雙腔液位計(jì)(粘稠介質(zhì)液位計(jì))，是采用加拿大技術(shù)，是一種針對(duì)高粘稠介質(zhì)而研發(fā)的專用液位測(cè)量儀表。該產(chǎn)品是在磁浮子液位計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的技術(shù)升級(jí)，完全克服磁浮子液位計(jì)對(duì)粘稠介質(zhì)長期以來測(cè)量不準(zhǔn)確、腔體內(nèi)部的液體與浮子粘附、維護(hù)困難等諸多弊病。
內(nèi)浮式磁性液位計(jì)是一種雙腔液位計(jì)，被測(cè)介質(zhì)與磁性面板端的腔體隔離，容器端腔體內(nèi)部與浮子經(jīng)過特殊處理后，確保了浮子跟隨液位的變化線性地傳遞給磁性面板，并清晰準(zhǔn)確地指示出液位的高度。它即能現(xiàn)場(chǎng)顯示，兼顧報(bào)警控制和輸出遠(yuǎn)傳信號(hào)。是一機(jī)多能的液位測(cè)量儀表，是測(cè)量粘稠介質(zhì)最佳的液位測(cè)量儀表。
⒌磁致伸縮式液位計(jì)
探棒上端電子部件產(chǎn)生低壓電流脈沖，開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)沿磁致伸縮線向下傳播，浮子隨著液位變化沿測(cè)量竿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)有磁鐵，也產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)相遇，磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，脈沖速度已知，計(jì)算脈沖傳播時(shí)間即對(duì)應(yīng)液位精確變化。
精度較高。適用于油類液體。
安裝維護(hù)復(fù)雜，市場(chǎng)普及率低。(注：脈沖原理，疑也有雷達(dá)液位計(jì)的缺點(diǎn))
⒍超聲波液位計(jì)
超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表。在測(cè)量中脈沖超聲波由傳感器(換能器)發(fā)出，聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來計(jì)算傳感器到被測(cè)物體的距離。
無機(jī)械可動(dòng)部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測(cè)量，且不受液體的粘度、密度等影響。
精度比較低，測(cè)試容易有盲區(qū)。不可以測(cè)量壓力容器，不能測(cè)量易揮發(fā)性介質(zhì)。
⒎電容式液位計(jì)
采用測(cè)量電容的變化來測(cè)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(gè)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(dāng)液位升高時(shí)，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(dāng)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(cè)量液位的高低。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，因被測(cè)介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。
傳感器無機(jī)械可動(dòng)部分，結(jié)構(gòu)簡單、可靠；精確度高；檢測(cè)端消耗電能小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；維護(hù)方便，壽命長。被測(cè)介質(zhì)需為導(dǎo)電率不低于10-3S/M的非結(jié)晶導(dǎo)電液體。
被測(cè)液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會(huì)引起誤差。電容式液位計(jì)一般用于調(diào)節(jié)池、清水池測(cè)量。(注：液化氣是否會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響未知待確定)
⒏靜壓(差壓)式液位計(jì)
由于液柱的靜壓與液位成正比，因此利用壓力表測(cè)量基準(zhǔn)面上液柱的靜壓就可測(cè)得液位。根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的密度及液體測(cè)量范圍計(jì)算出壓力或壓差范圍，再選用量程、精確度等性能合適的壓力表或差壓表。
普及范圍廣，容易校準(zhǔn)。
受介質(zhì)密度和溫度影響很大，所以常常精度比較差，而為消除這些影響，需要很多其他測(cè)試儀表，結(jié)果搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng)價(jià)格很高。
⒐電磁波雷達(dá)液位計(jì)(導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì))
雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：D=CT/2
(D：雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離C：光速T：電磁波運(yùn)行時(shí)間)
雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道液面的液位。
不需要傳輸媒介，不受大氣、蒸氣、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，能用于揮發(fā)介質(zhì)的液位測(cè)量。采用非接觸式測(cè)量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。
價(jià)格昂貴。儀表需要設(shè)置的參數(shù)較多，一旦出現(xiàn)問題，通常很難查出是什么原因造成的。如果天線本身不慎沾上介質(zhì)會(huì)報(bào)錯(cuò)。如有結(jié)晶結(jié)冰現(xiàn)象會(huì)報(bào)錯(cuò)，需加熱保溫處理，并清理天線。
⒑儲(chǔ)罐液位計(jì)
儲(chǔ)罐液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)主導(dǎo)管中的浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到現(xiàn)場(chǎng)指示器，驅(qū)動(dòng)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，指示器的紅、白界面為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位的指示。
二.如何選擇適合的液位計(jì)?
選擇適合的液位計(jì)可以保證液位計(jì)更好的應(yīng)用于實(shí)際工作之中。在選用液位計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該遵照被測(cè)流體介質(zhì)的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)來確定自己適用的液位計(jì)，使液位計(jì)的通徑、流量范圍、內(nèi)部材料、電極材料與輸出電流等屬性都能適應(yīng)于被測(cè)流體的性質(zhì)與流量測(cè)量的要求。
1、確定被測(cè)流體介質(zhì)
根據(jù)被測(cè)流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，選擇相適應(yīng)的液位計(jì)。
2、明確液位計(jì)參數(shù)
在選擇液位計(jì)的過程中，要明確液位計(jì)的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等參數(shù)。應(yīng)該選擇符合被測(cè)流體的性質(zhì)和流量測(cè)量要求的液位計(jì)。
3、精密功能檢查
精度等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表精度等級(jí)，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)合，應(yīng)該選擇精度等級(jí)高些，如1.0級(jí)、0.5級(jí)，或者更高等級(jí)。用于過程控制的場(chǎng)合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級(jí)；有些僅僅是檢測(cè)一下過程流量，無需做精確控制和計(jì)量的場(chǎng)合，可以選擇精度等級(jí)稍低的，如1.5級(jí)、2.5級(jí)，甚至 4.0級(jí)，這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式液位計(jì)。
4、可測(cè)量的介質(zhì)
測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí)，液位計(jì)的滿度流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi)選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一定與工藝管道相同，應(yīng)視測(cè)量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定，即當(dāng)管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn)確度不能保證時(shí)，需要縮小儀表口徑，從而提高管內(nèi)流速，得到滿意測(cè)量結(jié)果。
