20余种液位测量方法分析

　　物位包括液位和料位两类。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量,用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量,它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域,具有非常重要的意义。文中对20余种连续液位测量方法进行比较分析。

　　1　玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法

　　玻璃管法:该方法利用连通器原理工作,如图1—1所示[1]。图中1-被测容器;2-玻璃管;3-指示标度尺;4、5-阀;6、7-连通管。液位直接从指示标度尺读出。玻璃板法:玻璃板可通过连通器安装,也可在容器壁上开孔安装,并可串联几段玻璃板以增大量程。液位数值直接从玻璃板刻度尺读出。双色水位计法:该方法利用光学原理,使水显示绿色,而使水蒸汽显示红色,从而指示出水位[2]。人工检尺法:该方法用于测量油罐液位。测量时,测量员把量油尺投入油品中,并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹,读出油面高度;根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度,从而确定油高和水高[3]。以上4种方法都是人工测量方法,具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。

　　2　吹气法、差压法、HTG法

　　吹气法:该方法的工作原理如图2—1所示[4]。图中, 1 -过滤器;2-减压阀;3-节流元件;4-转子流量计;5-变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力,故　P=ρgH式中,ρ-液体密度;H-液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体,主要应用在测量精度要求不高的场合。

　　差压法:该方法的工作原理如图2—2所示[4]。图中,1、2-阀门;3-差压变送器。

对于开口容器或常压容器,阀门1及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为　ΔP=P2-P1=ρgH式中:ΔP-变送器正、负压室压力差;P2、P1-引压管压力;H-液位。差压变送器将压力差变换为4~20 mA的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于4 mA,则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术,使之等于4 mA。HTG法:该方法应用于油罐差压液位测量中,如图2—3所示。图中:P1、P2、P3-高精度压力传感器;RTD-温度检测元件;HIU-接口单元。P1位于罐底附近的罐壳处,P2比P1高8英尺,P3位于罐顶附近的罐壳处。对于常压油罐,压力传感器P3可以省去。设压力传感器P1、P2、P3测得的压力分别为p1、p2、p3,则

　　式中:G-油品重量;Sav-油罐平均截面积;ρav-介于压力传感器P1、P2之间油品平均密度;g是重力加速度;H是压力传感器P1、P2之间的距离;h是油品高度;h0是压力传感器P1的高度。RTD用于测量油品温度,以对测量数值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低,但液位测量精度较低,安装须在罐壁开孔。以上3种方法都是利用液体的压力差来测量液位的。