在容器中液體介質(zhì)的高低叫做液位,測(cè)量液位的儀表叫液位計(jì)。液位計(jì)為物位儀表的一種。
常用液位計(jì)原理
常用于測(cè)量液位的液位計(jì)有連通器式、吹泡式、差壓式、電容式等,測(cè)量物位的有超聲波物位計(jì)和放射性物位計(jì)等。其測(cè)量原理和特點(diǎn)如下:
a.連通器式就是應(yīng)用普通的玻璃液位計(jì),它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉、直觀,適于現(xiàn)場(chǎng)使用,但易破損,內(nèi)表面沾污,造成讀數(shù)困難,不便于遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)。
b.浮力式液位計(jì)包括恒浮力式和變浮力式兩類(lèi)。
(1)恒浮力式液位計(jì)
恒浮力式液位計(jì)是依靠浮標(biāo)或浮子浮在液體中隨液面變化而升降,它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低,適于各種貯罐的測(cè)量;
(2)變浮力式液位計(jì)
變浮力式亦稱(chēng)沉筒式液位計(jì),當(dāng)液面不同時(shí),沉筒浸泡于液體內(nèi)的體積不同,因而所受浮力不同而產(chǎn)生位移,通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為角位移來(lái)測(cè)量液位。 此類(lèi)儀表能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
c.吹泡式液位計(jì)是應(yīng)用靜壓原理測(cè)量敞口容器液位。
壓縮空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾減壓閥后,再經(jīng)定值器輸出一定的壓力,經(jīng)節(jié)流元件后分兩路:
(1)一路進(jìn)到安裝在容器內(nèi)的導(dǎo)管,由容器底部吹出;
(2)另一路進(jìn)入壓力計(jì)進(jìn)行指示。
當(dāng)液位低時(shí),氣泡吹出沒(méi)有阻力,背壓力零,壓力計(jì)指零;當(dāng)液位增高時(shí),氣泡吹出要克服液柱的靜壓力,背壓增加,壓力指示增大。因此,背壓即壓力計(jì)指示的壓力大小,就反映了液面的高低。吹泡式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉,適用于測(cè)量具有腐蝕性、粘度大和含有懸浮顆粒的敞口容器的液位,但精度較低。
d.差壓式液位計(jì)有氣相和液相兩個(gè)取壓口。氣相取壓點(diǎn)處壓力為設(shè)備內(nèi)氣相壓力;液相取壓點(diǎn)處壓力除受氣相壓力作用外,還受液柱靜壓力的作用,液相和氣相壓力之差,就是液柱所產(chǎn)生的靜壓力。
這類(lèi)儀表包括氣動(dòng)、電動(dòng)差壓變送器及法蘭式液位變送器,安裝方便,容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動(dòng)調(diào)節(jié),工業(yè)上應(yīng)用較多。
e .電容式液位計(jì)是采用測(cè)量電容的變化來(lái)測(cè)量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi),金屬棒作為電容的一個(gè)極,容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同,比如:ε1>ε2,則當(dāng)液位升高時(shí),兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降,ε值減小,電容量也減小。
所以,可通過(guò)兩電極間的電容量的變化來(lái)測(cè)量液位的高低。電容液位計(jì)的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值,而且,只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測(cè)量準(zhǔn)確,因被測(cè)介質(zhì)具有導(dǎo)電性,所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。電容液位計(jì)體積小,容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié),適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測(cè)量。
f. 超聲波物位計(jì)是利用超聲波在氣體、液體或固體中的衰減、穿透能力和聲阻抗不同的性質(zhì)來(lái)測(cè)量?jī)煞N介質(zhì)的界面。此類(lèi)儀表精度高、反應(yīng)快,但成本高、維護(hù)維修困難,都用于要求測(cè)量精度較高的場(chǎng)合。
g. 放射形物位計(jì)是利用物位的高低對(duì)放射形同位素的射線(xiàn)吸收程度不同來(lái)測(cè)量物位高低的,它的測(cè)量范圍寬,可用于低溫、高溫、高壓容器中的高粘度、高腐蝕、易燃易爆介質(zhì)物位的測(cè)量。
但此類(lèi)儀表成本高,使用維護(hù)不方便,射線(xiàn)對(duì)人體危害性大,所以在使用時(shí)一定要注意自身安全,穿好安全服。