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液位测量仪表的种类及优缺点分析

发布时间:2018-12-13
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一、差压液位计

1、原理

是利用液柱产生的压力来测量液位高度的液位仪表。在液位发生变化后,差压变送器测到的压差也会随之发生变化,它们之间有线性的关系。

它有气相和液相两个取压口。气相取压点处压力为设备内气相压力;液相取压点处压力除受气相压力作用外,还受液柱静压力的作用,液相和气相压力之差,就是液柱所产生的静压力。

2、优点

应用广泛;稳定性好;无机械磨损,结构简单,体积小。

3、缺点

原理限制这种液位计是先测出压力再转化为液位,受温度变化影响大;

测量杂质较多的介质时,引压管和毛细管易堵塞,造成测量误差;

当容器内有蒸汽时会在负相引压管内冷凝成液体,造成测量误差,需要在引压管装储液,定期进行人工排液;

天气寒冷时引压管内的液体容易凝固,需要进行伴热保温;

测量的综合误差大,变送器测量微差夺的精确度有限,再加上取样管路中液柱的不稳定等因素致使实际测量的综合误差较大。

4、主流品牌

进口:德国西门子、E+H;美国罗斯蒙特等

国产:重庆川仪;江苏红旗;江苏ABG等

二、射频导纳液位仪表

1、原理

射频导纳是一种从电容式发展起来的,是电容式位技术的升级。

所谓射频导纳,导纳的含义为电学中阻抗的倒数,它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成,而射频即高频无线电波谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时,仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值,物位变化时,导纳值相应变化,电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出,实现物位测量。

2、优点

通用性强;测量过程无可动部件,不存在机械部件损坏问题。 

抗干扰; 准确可靠;稳定性高。

3、缺点

须经过实物标定才能准确,被测容器内的液体介质调试时需要放空、打满标定,调试复杂;

不宜测量高温高压的介质;

对易挂料的介质不是很好,容易产生测量误差。

4、主流品牌

进口:德国E+H等

国产:北京精波;上海晶芝等

三、磁致伸缩液位仪表

1、原理

变送器产生一个低电流的询问脉冲,该脉冲产生一个磁场,并沿波导管向下传播。当该磁场和波导管上的浮子内的永磁体所产生的磁场相交时,就会产生一个应变脉冲,或叫波导扭曲。应变脉冲沿波导管返回并被电子单元所接收,通过精确测量询问脉冲和返回脉冲之间的时间间隔,可获得高精度、高重复性的液位值。

2、优点

精度高;有极高的分辨率;

可应用于两种不同液体之间的界位测量;

可计算出容积量;

显示屏有电流、温度、界面显示。 

3、缺点

抗干扰能力略差;

与介质直接接触,浮球密封要求要严格,不能测量粘性介质。

安装受限。较高的安装、维护要求。

4、主流品牌

进口:德国思科;德国柯普乐;美国K-TEK等

国产:上海星沪、广东康宇等

四、伺服液位仪表

1、原理

浮力平衡原理。通过检测浮子浮力的变化来换算出液位。固定在驱动电机的内磁铁轮与精密轮鼓(即外磁铁轮)之间完成磁偶合。浮子通过测量钢丝被送到罐内。当罐内液位(界面或比重)变化时,由于浮子的重量随变化的液位而改变,浮子变化的重量使得轮鼓(外磁 铁轮)与内磁铁轮之间形成耦合差。该信号送入微处理器进行计算判断后,给伺服电机发出控制指令,使得罐内浮子始终随液位高度的变化而 变化。从而即可以通过测量轮鼓的旋转角度,计算后得到液位的高度值。

2、优点

精度高;不仅可以测量介质液位,同时还具有密度测量功能、油水界面测量功能、介质的平均密度和密度分布测量功能。

液体表面气泡及乳化层不影响测量精度;

罐底沉积物不影响测量精度。

3、缺点

价格高昂;安装、调试复杂;当测量介质粘稠度较高,存在挂壁及粘黏的特性时,伺服液位计在测量上会存在较大的测量误差。

4、主流品牌(大部分是进口)

进口:德国E+H;荷兰恩拉福(被美国霍尼韦尔收购);日本Tokyo Keiso等

五、雷达物位仪表

1、原理

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**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,关系式如下:D=CT/2(D:雷达液位计到液面的距离C:光速T:电磁波运行时间)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数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。

2、优点

应用范围广,可测液位、物位及粉尘;

不接触液体介质,耐腐蚀性强;

不受温度和压力的限制;安装方便。

3、缺点

测量精度受被测介质介电常数影响;

液体介质汽化及液面漫反射可能导致喇叭口雷达“失波”而影响测量;

导播雷达液位计受进、出液影响,可能出现导播缆绳拉断而无法测量。

4、主流品牌

进口:德国E+H;美国罗斯蒙特;日本横河;德国西门子;瑞士ABB

德国VEGA 等

国产:北京诺赢家业;北京古大;西安德创

六、超声波液位仪表

1、原理

类似于雷达液位计,采用发射—反射—接收的工作模式。超声波液位计的天线发射超声波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,超声波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式如下:D=CT/2(D:液位计到液面的距离C:超声波速度T:运行时间)液位计记录超声波经历的时间,而超声波的传输速度约为常数,则可算出液面到液位计天线的距离,从而知道液面的液位。

2、优点

可测液位、物位;

不接触液体介质,不受温度和压力的限制;安装方便。

3、缺点

不能测量有气泡及悬浮物的液位,在液面有较大的波动时,容易造成信号丢失,无法测量或测量误差大;

测量精度易受压力、温度、气流、湿度影响。

4、主流品牌

进口:德国E+H;美国罗斯蒙特;日本横河;德国西门子;瑞士ABB

德国VEGA 等

国产:西安欧帕克;上海能巨;江苏ABG

七、伽玛射线液位计

1、原理

测量原理是通过放射性物质产生?射线,?射线穿透罐壁,并穿过液体介质时会产生衰减,穿过的液体厚度不同,所产生的衰减程度就不同,仪表根据衰减程度来计算穿过的液位厚度,也就是液位高度,所以这种液位仪表在液位测量时会受液体介质密度的影响,还会受到放射源被吸收率大小的影响。

2、优点

隔离式测量;

不接触液体介质,测量不受温度和压力的影响;

3、缺点

放射源通常是用钴60和铯137,放射性物质对人体和环境都有一定的损害,所以使用这种液位仪表前,需要先报审,审批手续比较复杂;

而且放射性物质自身都有半衰期,即使不使用也会用损耗,所以需要定期检查、更换,更换较为复杂而且危险。

4、主流品牌

进口:德国E+H;美国奥玛特(OHMART);德国伯托(Berthold)。

国产:南京中枢;北京树诚;北京巨源。

八、外测液位计

1、原理

采用了声呐的回波测距原理,克服了储罐壁对超声波信号的传输影响,可实现真正非接触、高精度的测量罐内的液位。

2、优点

非接触式测量功能:超声波探头外置,无需对被测容器开孔

自动校准功能:液位计具有自动校准功能、克服了传统液位计长时间使用后,精度降低的问题

红外在线调试功能:方便的红外调试功能,特别适用于在危险场合下不宜开盖调试的场合,增强液位计的可靠性与稳定性

自诊断功能:具有硬件诊断功能,增强液位计的可靠性与稳定性

一键恢复功能:当液位计工作异常、可以通过调试器,一键恢复到正常状态

就地显示及远传功能:液位计既可以方便的在现场显示液位值,又可以通过信号线将其远传至控制室。

液位计原理.jpg

3、缺点

不能用于黏度较大的介质

4、主流品牌

进口:无

国产:西安华舜;济南图科;定华电子

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