測(cè)量小型儲(chǔ)罐的液位最常用的液位計(jì)類型有磁性液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、差壓液位計(jì)三種形式,下面對(duì)三種液位計(jì)類型做對(duì)比分析,來(lái)確定最適合該工況的液位計(jì)類型。
1、磁性液位計(jì)
磁性液位計(jì)是一種最常用的液位計(jì)類型,在各種液位測(cè)量場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用。磁翻板液位計(jì)的原理是浮力原理和磁性耦合作用。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí),液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降,浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示器,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)變?yōu)榧t色,當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?,指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度,從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。
變送桿內(nèi)的干簧管元件通過(guò)磁耦合的作用,將液位位置轉(zhuǎn)化為電阻阻值變化,通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),實(shí)現(xiàn)液位信號(hào)遠(yuǎn)傳監(jiān)控。磁翻板液位計(jì)具有檢測(cè)原理簡(jiǎn)單、就地顯示的直讀式特點(diǎn)。目前磁翻板產(chǎn)品可以做到10MPa的耐壓能力,已經(jīng)可以用于大部分的低中壓場(chǎng)合。
2、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是一種基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表。探頭發(fā)出高頻脈沖(光速)并沿桿式探頭傳播,當(dāng)脈沖遇到液體表面時(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)換為物位信號(hào),通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),實(shí)現(xiàn)液位信號(hào)遠(yuǎn)傳監(jiān)控。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)發(fā)出脈沖波以光速傳輸,不受氣相溫度的影響,具有低維護(hù)性,高精度特點(diǎn)。但是雷達(dá)也有一定的局限性,由于氣相空間不是真空,氣相介質(zhì)對(duì)于雷達(dá)波的能量具有一定的吸收性,使得雷達(dá)波到達(dá)介質(zhì)液面的時(shí)候能量有一定的衰減,而衰減程度和氣相介電常數(shù)有關(guān),氣體的介電常數(shù)隨溫度的升高而減小,隨壓力的增大而增大,但影響系數(shù)很小,但對(duì)于較高壓氣體,介電常數(shù)增加就會(huì)比較明顯。當(dāng)液面反射的回波能量又經(jīng)過(guò)氣相介質(zhì)的吸收,使得雷達(dá)的回波能量衰減至接近或低于干擾波的能量時(shí),就會(huì)產(chǎn)生虛假液位顯示。分液罐中的氣相為5MPa的天然氣,對(duì)雷達(dá)回波的影響還是比較明顯。
另外,在安裝方式的選擇上,導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的原理決定了必須在設(shè)備頂部開口安裝。因此,液位計(jì)的安裝需要考慮安裝局限性。
體積較小的分離器,由于氣體停留時(shí)間短,靠重力氣液分離效果不佳,為了避免頂部氣相流動(dòng)時(shí)夾帶液體,通常會(huì)在頂部增加一個(gè)固定的絲網(wǎng)組件,使得氣體流過(guò)時(shí),液體被攔截而留在絲網(wǎng)上,在重力流作用下流至分離器底部,提高分離效果。
在這種情況下,采用頂部安裝方式的桿式液位計(jì)都需要在絲網(wǎng)中開孔,一方面增加了安裝難度;另一方面降低了絲網(wǎng)除沫的效率,因此不建議采取頂部安裝方式。
3、差壓液位計(jì)
差壓液位計(jì)是一種基于液位靜壓原理的液位計(jì)。對(duì)于開口容器或常壓容器,差壓變送器的低壓側(cè)引管可以取消。
測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、放大等處理,轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),實(shí)現(xiàn)液位信號(hào)遠(yuǎn)傳監(jiān)控。采用差壓變送器的測(cè)量方式,由于沒(méi)有可動(dòng)部件,運(yùn)行壽命長(zhǎng),維護(hù)工作量小,不易受機(jī)械振動(dòng)影響。對(duì)于案例中的分離罐,因?yàn)槭窃O(shè)備側(cè)面取壓,能避開除沫網(wǎng),不受安裝條件的限制。為了避免采取差壓測(cè)量時(shí),氣相中夾帶的部分液體在氣相管中積液,使得差壓變送器的低壓側(cè)壓力偏高,測(cè)量值偏移,增加液位誤差和人工定期排液的維護(hù)量。取壓適合采用帶毛細(xì)管遠(yuǎn)傳隔離密封件的形式,利用柔性的毛細(xì)管內(nèi)填充油的壓力傳導(dǎo),將罐內(nèi)的差壓傳導(dǎo)到變送器處。隔離遠(yuǎn)傳的方式使得差壓變送器不受凝液影響,變送器可以安裝在較遠(yuǎn)的位置,進(jìn)一步隔絕振動(dòng)影響。