静压式、差压式、磁翻转式液位计

1、静压式、差压式、磁翻转式液位计培训服务事业部蔺永强2012.4.29 静压式液位计 静压式液位计：通过测静压力或静压差来测量液位的仪表。 静压式液位计的工作原理：容器中盛有液体或固体物料时，物体对容器的底部或侧壁会产生一定的静压力。当液体的密度均匀，或固体颗粒及物料的密度与疏密程度均匀时，此静压力与物料的物位高度成正比。测出这个静压力的变化就可知道物位的变化。在测量液面上部空间气相压力有波动的密闭容器的液位时，则采用测量差压的方法。 A、敞口容器的液位测量原理图：敞口容器：容器底部或侧面液位零点处引出压力信号，仪表指示的表压力即反映相应的液柱静压。将压力计与容器底部相连，根据流体静力学原理，所

2、测压力与液位的关系为： 式中： 容器内取压平面上由液柱产生的静压力； 容器内被测介质的密度； 重力加速度。 从取压平面到液面的高度；B、在测量受压密闭容器中的液位时，由于介质上方的压力影响会产生附加静压力，所以采用差压法测液位，如图所示。 差压变送器的高压侧与容器底部的取压管相连，低压侧与液面上方容器的顶部相连。如果容器上部空间为干燥的气体，则此时差压变送器高、低压侧所感受的压力分别为： 差压变送器所受的压差 因此，可以根据差压变送器测得的差压按下式计算出液位的高度特点：利用静压原理测液位，就是把液位测量分别转化为压力或差压测量。各种压力和差压测量仪表，只要量程合适，都可用来测量液位。分别叫压

3、力式液位计和差压式液位计。零点迁移问题无论是压力检测法还是差压检测法都要求取压口（零液位）与压力（差压）检测仪表的入口在同一水平高度上，否则就会产生附加静压误差。 由差压式液位计的测量原理可知，液柱的静压差 P与液位高度 H 满足式 的条件是：（1）差压变送器的高压室取压口正好与起始液面 （ H =0）在同一水平面上；（2）差压变送器低压室的导压管中没有任何气体 的冷凝液存在； （3）被测介质的密度保持不变。在这种情况下，差压变送器处于理想条件下的无迁移工作状态。假定采用输出为 4mA 20mA 的差压变送器,当 H 0 时，变送器输入 p 0 ，输出电流为4mA ；当液位到上限，变送器输入p

4、=Hmaxg，输出电流20mA 。这时候就是无迁移情况，也就是不需要迁移。 两个不同形式的液位测量系统中，将差压变送器的正、负压室分别与容器下部和上部的取压点相连通，作为测量仪表的差压变送器的输入差压p和液位H之间的关系都可以用ppBpAgH表示。 当H0时，差压变送器的输入p=0，差压变送器的输出也为0（下限值），相应地显示仪表指示为0，这时不存在零点迁移问题。无迁移液位测量系统1容器 2变送器 3液位零面在实际应用中，差压变送器的安装位置不能与最低液位处于同一水平面上，如图所示。这时差压变送器高低压室所受压力分别为： 高低压室所受的压差为： 与无迁移情况时相比，上式中多出一项 hg ，即在

5、高压室增加了一个恒定的静压 hg。由于此项的存在，使得当 H =0时， p = hg ，此时的变送器输出必然大于 4mA 。零点迁移功能为使变送器输出与被测液位仍保持无迁移对应关系，必须应用差压变送器的零点迁移功能来抵消静压影响。使得当 H =0， p = hg 时，变送器输出为 4mA 。*正迁移：在上图a这种工作状态下，变送器的起始输入点由零点变为一个正值，因此称为正迁移。*负迁移：在工程中还经常遇到负迁移的情况，如下图所示。若被测液体的密度为 1 ，隔离液的密度为 2，且 1 2 ，则变送器高低压室的压力分别为：高低压室所感受的压差为与无迁移情况相比较，总的差压减少了 (h2-h1)2g

6、，即相当于在低压室增加了一个恒定的静压。由于它的存在，使得当 H =0 时，p= -（h2-h1）pg , 此时变送器的输出必然小于 4mA ，当 H =Hmax时，变送器的输出也达不到 20mA 。为了使变送器输出与被测液位之间仍然保持无迁移情况的对应关系。就必须借助差压变送器的零点迁移功能来抵消这静压力的影响，使得当 p =（h2 h1）g 时，变送器的输出为 4mA 。变送器的起始输入点由零点变为一个负值，这种情况就是负迁移。针对上述三种情况，如果选用的差压变送器测量范围为 0 5kPa ，且零点通过迁移功能抵消的固定静压分别为 2kPa 和-2kPa，则这台差压变送器零点迁移特性曲线如

7、下图所示。 法兰式压力变送器 法兰式差压变送器的法兰直接与容器上的法兰相连接，作为敏感元件的测量头（金属膜盒）经毛细管与变送器的测量室相通。在膜盒、毛细管和测量室所组成的密闭系统内充有硅油，作为传压介质，毛细管外套以金属蛇皮管保护，法兰测头的结构形式分为平法兰和插入式法兰两种。1-毛细管 2-变送器 3-平法兰测量头 4-插入式法兰测量头 法兰式差压变送器适宜于测量腐蚀性、结晶性、粘稠性和含有悬浮物的液体的液位和界位测量。 法兰式差压变送器缺点：比普通的差压变送器贵，而且有的毛细管内的充灌液很容易渗漏掉。反应比普通的差压变送器迟缓，特别是天冷的时候，仪表的灵敏度更低。法兰式液位计的测量范围还受

8、毛细管长度的限制。因此，使用哪一种液位计进行测量，要视具体的情况而定。法兰液位计的毛细管、差压变送器的膜盒等的填充液，一般为什么用硅油？因为硅油的沸点高、膨胀系数小、凝固点低，而且化学活性差，因此环境温度的变化不会影响测量精度。磁翻板（柱）液位计翻板式液位计浮子式液位计 翻板由极薄的导磁金属制成，每片宽10mm，垂直排列，并各自能绕框架上的小轴旋转。翻板的一面涂有红漆，另一面涂银灰漆。 翻板式液位计工作原理动画演示磁翻板液位计的工作原理：磁翻板液位计有一容纳浮球的腔体我们称其为主体管或外壳，它通过法兰或其他接口与容器组成一个连通器；这样它腔体内的液面与容器内的液面是相同高度的，所以腔体内的浮球

9、会随着容器内液面的升降而升降；这时候我们并不能看到液位，所以我们在腔体的外面装了一个翻柱显示器，因为我们在制造浮球时在浮球沉入液体与浮出部分的交界处安装了磁钢，它与浮球随液面升降时，它的磁性透过外壳传递给翻柱显示器，推动磁翻柱翻转180；由于磁翻柱是有红、白两个半圆柱合成的圆柱体，所以翻转180后朝向翻柱显示器外的会改变颜色（液面以下红色、以上白色），两色交界处即是液面的高度。控制型液位计是在磁翻板液位计的基础上增加了磁控开关，在监测液位的同时磁控开关信号可用于对液位进行控制或报警；远传型是在磁翻板液位计的基础上增加了420mA 变送传感器，在现场监测液位的同时将液位的变化通过变送传感器、线缆

10、及仪表传到控制室，实现远程监测和控制。磁浮子随着液位变化时在测量筒内做相应的位置变化，同时通过磁耦合作用推动磁翻柱做180度翻转，翻柱颜色分界面就是实际液位，并且同时吸引干簧管的触点动作，进而改变了干簧管的阻值，之后输出一个和阻值具有比例关系的4-20mA的电流来给显示仪表。磁翻板液位计为接触式测量，测量时要考虑接液材质问题。你这种介质一定要用防腐的，如果不需要远传的话是不需要供电，但是要远传的话也是需要电源的。 安装么一般都是法兰对接，如果现场条件允许的话也不是太麻烦，他的最大优点就是看着直观，另外一些挥发性特别强的介质，超声波不适合用的 ，用磁翻板就比较合适！ 还有一些需要防爆测量的介质，

11、用磁翻板也不错！ 特点：结构简单，维修方便，可以用于腐蚀性较强的环境。一、测量筒材质PVC材质：用于弱酸碱环境中。PP，PPR材质：用于中性腐蚀环境。不锈钢材质：用于强酸碱环境。二、浮子钛材：比重轻，刚性好，工作压力40KG，实验压力60KG。不锈钢（304）材质：用于常温常压下。不锈钢（316）材质：用于弱酸碱环境。注意：浮子方向为重端向上，露出液面40-50mm。三、翻柱常温的材料为塑料材质，用于介质温度为80以内环境下。中温的材料是特殊塑料，用于介质温度-20-130环境下。高温的材料是陶瓷材质，用于300 介质温度环境下。四、变送输出单元采用4-20mA输出，抗干扰能力强，抗衰减。内部

12、装设有相应量程的干簧管，干簧管的动静触头是铁材质的。零点位于下法兰中心处。 侧装式磁翻板液位计 (安装、使用、清洗注意事项) 1、为防止运输途中磁性浮子在主导管内高速运动而被撞击，液位计出厂前，用卡丝将磁性浮子固定在下引液管处，用户在安装使用前应先抽去卡丝方能安装。 2、液位计安装必须垂直，以保证磁性浮子在主导管内上下运动自如。 3、液位计与容器之间应装有截止阀，以便清洗和检修时切断物料。 4、液位计筒体周围不容许有导磁体靠近，否则会直接影响液位计正常工作。 5、液位计安装完毕后，需用磁钢进行校正。对磁翻柱导引一次，使零位以下显示红色，零位以上显示白色。 6、液位计投入运行时，应先打开上引液管

13、阀门，然后慢慢开启下引液管阀门，让液体介质平稳地进入主导管，避免液体介质带着浮子急速上升，造成磁翻柱翻转失灵或翻乱(若遇此现象，可用磁钢重新校正)。 7、打开底法兰盲板、装入磁性浮子时，应注意重端带磁性一端向上，不能倒装!8、液位计筒体内不应有固体杂质和磁杂质进入，以免对浮子造成卡阻及减弱浮力。 9、根据介质情况，可定期打开排污阀清洗主导管，清除管内沉积物质。 磁翻板液位计出现红白相间的原因是什么?如何处理？翻板有磁铁,利用液位升降时,浮子磁铁与翻板磁铁同极相斥,异极相吸原理测量.当红白相间时,主要原因是液位升降太快未来得及翻转或外界干扰.处理方法是用磁铁靠近磁条上下移动取顺即可。投入式静压液位计投入式静压液位计是一种测量液位的压力传感器，是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为420mA）。 工作原理： 用静压测量原理 当液位变送器投入到被测