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液位計(jì)是在容器內(nèi)(罐內(nèi)、槽內(nèi)、水池、泵內(nèi)等容器罐中)液體介質(zhì)的高低叫做液位,能夠測(cè)量液體位置的儀表叫做液位計(jì),液位計(jì)也屬于物位計(jì)的一種,是現(xiàn)在工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)所離不開的重要計(jì)量工具。因?yàn)橐何粶y(cè)量與控制技術(shù)能夠大大滿足或是提升企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)與節(jié)約能耗的需求,當(dāng)然液位計(jì)根據(jù)原理、結(jié)構(gòu)也分為幾種類型,以滿足各種不同工況的運(yùn)用。
首先液位計(jì)的類型廣義一點(diǎn)包括音叉振動(dòng)式、磁浮式、壓力式、超聲波、聲吶波,磁翻板、雷達(dá)等。比較常用的液位計(jì)包括磁翻板液位計(jì)、浮球液位計(jì)、投入式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等等。這么多類型的液位計(jì)該用哪種最合適還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況來選擇,這樣才能選型到性價(jià)比高、測(cè)量精準(zhǔn)、使用壽命長的液位計(jì)。
1.磁翻板液位計(jì)原理與功能特點(diǎn)
磁翻板液位計(jì)的工作原理是利用浮力原理,磁翻板內(nèi)浮子在主體與容器相通,浮子浮動(dòng)是與被測(cè)介質(zhì)的液位浮動(dòng)頻率一致,利用內(nèi)浮子的磁性組件來吸引翻板內(nèi)的指示器能夠直接清晰的顯示出被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)的實(shí)時(shí)液位變化,因此磁翻板液位計(jì)能夠清晰直觀的查看各種容器內(nèi)介質(zhì)液位高度。像石油、化工、環(huán)保等領(lǐng)域的液位現(xiàn)場(chǎng)使用量非常高。
磁翻板液位計(jì)對(duì)于各種槽、罐、塔、水池及鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位監(jiān)測(cè)比較適用,具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、誤差小、安裝維護(hù)方便簡單、觀察直觀清晰、不堵塞不滲漏等諸多特點(diǎn)。并且可根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)開關(guān)點(diǎn)位置,可根據(jù)需要安裝捆綁式液位變送器,輸出4~20mA信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)或控制。
2.浮球液位計(jì)
浮球液位計(jì)屬于直讀式液位儀表,能夠準(zhǔn)確的顯示罐內(nèi)液位的實(shí)施液位值。但工作原理與磁翻板液位計(jì)有所不同。浮球液位計(jì)的工作原理是根據(jù)阿基米德浮力原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的,當(dāng)容器的液位變化時(shí)浮球也隨之上下移動(dòng),由于磁性的作用,浮球液位計(jì)的干簧管受磁性吸合,從而使傳感器內(nèi)電阻成線性變化,再由轉(zhuǎn)換器將這個(gè)阻值的變化轉(zhuǎn)換成4~20mA標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)輸出,從而對(duì)液面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)和控制。能夠連續(xù)對(duì)介質(zhì)液位進(jìn)行測(cè)量,因此浮球液位計(jì)是一款原理簡單、可靠性強(qiáng)的液位指示計(jì)。
浮球液位計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單,安裝調(diào)試方便、精度高、穩(wěn)定性能好、密封好、耐壓好等諸多特點(diǎn)。因此能適用于大部分液體的液位測(cè)量,被廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、環(huán)保、冶金、建材、食品等行業(yè)。有多種規(guī)格可選能夠滿足多種復(fù)雜工況現(xiàn)場(chǎng),如高溫、高壓、黏稠性等介質(zhì),如果需要在易燃易爆場(chǎng)合下使用,可以定制防爆型浮球液位計(jì)。
3.雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)的工作原理其采用雷達(dá)發(fā)射反射接收的工作模式,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式中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。在實(shí)際運(yùn)用中,雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì),功耗大,須采用四線制,電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì),功耗低,可用二線制的24VDC供電,容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全,度高,適用范圍更廣。
4.磁致伸縮液位計(jì)
磁致伸縮液位計(jì)是一種常用于測(cè)量液體或粉體儲(chǔ)罐中液位的儀器,也是一種比較常用的液位儀表。磁致伸縮液位計(jì)是基于磁性原理工作,利用磁性材料的特性來實(shí)現(xiàn)液位的測(cè)量。主要有三部分組成:電子變送器、浮球、探測(cè)桿。工作時(shí)浮球沿導(dǎo)管隨液面上升或下降,浮球內(nèi)裝有長久磁鐵,并在周圍形成磁場(chǎng);電子變送器定時(shí)發(fā)出電流脈沖,稱起始脈沖,該脈沖沿磁致伸縮線向下傳播,在向下運(yùn)動(dòng)中其周圍也產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng);兩磁場(chǎng)相遇瞬間產(chǎn)生一個(gè)扭力,作用于磁致伸縮線上,形成一個(gè)返回脈沖。該脈沖以固定的速度向上傳播,并被電子變送器所接收。
磁致伸縮液位計(jì)對(duì)各復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性非常強(qiáng),無需實(shí)際標(biāo)定,安裝維護(hù)都很方便,此外它測(cè)量量程范圍大,配套二次儀表能夠進(jìn)行標(biāo)定輸出,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全自動(dòng)化工作,測(cè)量精度高,結(jié)構(gòu)精巧、防塵防污,可測(cè)量液體的液位或者界面液位,功能齊全。
5.超聲波液位計(jì)
超聲波液位計(jì)的工作原理是在測(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,但由于采用非接觸的測(cè)量,所以被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測(cè)量。
超聲波液位計(jì)可靠性高、穩(wěn)定性好、自動(dòng)功率調(diào)整溫度補(bǔ)償,傳感器支持多種材質(zhì)定制,可滿足各種腐蝕性現(xiàn)場(chǎng),具有較強(qiáng)的抗擾能力,16位D/A轉(zhuǎn)換,提高電流輸出的精度和分辨率。采用非接觸的測(cè)量,被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測(cè)量。
6.投入式液位計(jì)
投入式液位計(jì)是由壓力傳感器作為測(cè)量原件,將與液位深度成正比的液體靜壓力準(zhǔn)確的測(cè)量出來,再通過信號(hào)調(diào)整為電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流或者電壓輸出信號(hào),建立起輸出信號(hào)與液體深度的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,以完成對(duì)液體深度的計(jì)量。比較適用于化工、石油、供水、環(huán)保等領(lǐng)域的液位計(jì)量與自動(dòng)化控制。
投入液體中的變送器部分為全密封不銹鋼結(jié)構(gòu),能夠測(cè)量大多數(shù)液體介質(zhì),比如水、廢水。油、酸堿性化學(xué)液體等。能夠快速、直觀地讀數(shù),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié),穩(wěn)定性好、靈敏度高、防水防污,安裝維護(hù)調(diào)試便捷,價(jià)格低且經(jīng)濟(jì)耐用等諸多優(yōu)勢(shì)。
可見液位計(jì)的品種類型眾多,以上列舉的只是比較常用的幾種液位計(jì)。當(dāng)然最重要的還是選擇液位計(jì)時(shí)不能缺少的幾項(xiàng)因素,像介質(zhì)、工作溫度、工作壓力、量程等參數(shù),科學(xué)合理的根據(jù)工況參數(shù)選型才是選對(duì)液位計(jì)的關(guān)鍵。