液位計流量計基本培訓課件

1、液位計液位計和和流量計流量計基礎知識基礎知識 1 1、液位檢測方法、液位檢測方法 液位檢測總體上可分為直接檢測和間接檢測兩種方法。 直接檢測法是一種最為簡單、直觀的測量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標尺的觀察管中，通過標尺讀出液位高度。 間接檢測法是將液位信號轉化為其它相關信號進行測量，如壓力法、浮力法、電學法、熱學法等。 1.1直接檢測法直接檢測法 直接檢測法測量是一種最為簡單、直觀的測量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標尺的觀察管中，通過標尺讀出液位高度。下圖所示的是玻璃管液位計。 玻璃管液位計主要應用： 二氧化碳壓縮機的分離器的液位 鍋爐汽包的液位1

2、.2 壓力法液位壓力法液位 壓力法依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進行測量。由于液體對容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過測量容器中液體的壓力即可測算出液位高度。 對常壓開口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關系： gPH 下圖為用于測量開口容器液位高度的三種壓力式液位計。(a) 壓力表式液位計 (b)法蘭式液位變送器 (c)吹氣式液位計 對于密閉容器中的液位測量，可用差壓法進行測量，它可在測量過程中消除液面上部氣壓及氣壓波動對示值的影響，下圖示出差壓式液位計測量原理。 量程遷移量程遷移無論是壓力檢測法還是差壓法，均要求零液位與檢測儀表無論是壓力檢測法還是差壓法，均要求零液位與檢測儀表

3、在同一水平高度，否則會產(chǎn)生附加靜壓誤差。在同一水平高度，否則會產(chǎn)生附加靜壓誤差。處理方法處理方法對壓力變送器進行零點對壓力變送器進行零點調(diào)整，使在只受附加靜調(diào)整，使在只受附加靜壓力時輸出為壓力時輸出為“零零”。量程遷移量程遷移量程量程遷移遷移無遷移無遷移負遷移負遷移正遷移正遷移Hhn負遷移負遷移形成原因：加隔離罐或采形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測壓差。用法蘭式測壓差。1210ghgHPP正壓室：正壓室：220ghPP負壓室：負壓室：BgHhhggHPPP11221)(差壓：差壓：當當H=0時，差壓的輸出并不為零，而是時，差壓的輸出并不為零，而是-B。為使。為使H=0時，時，差變的輸出為差變的

4、輸出為4mA，就要消除，就要消除-B的影響。稱之為量程遷移。的影響。稱之為量程遷移。由于要遷移的時為負值，所以稱為負遷移。由于要遷移的時為負值，所以稱為負遷移。n無遷移無遷移保證正壓室與零液位等高保證正壓室與零液位等高gHP1當當H為零時，差壓輸為零時，差壓輸出為零。出為零。差壓變送器的作用是將輸入的差壓信號轉化為統(tǒng)一的標準差壓變送器的作用是將輸入的差壓信號轉化為統(tǒng)一的標準信號輸出。信號輸出。量程遷移實例量程遷移實例 例如：已知例如：已知31/1200mkg32/950mkgmh0 . 11mh0 . 52m0 . 30mL 液位高度變化形成的差壓值為：液位高度變化形成的差壓值為： 所以可選擇

5、差壓變送器量程為所以可選擇差壓變送器量程為40kPaPagH3528038 . 912001PaghhB372408 . 9950) 15()(212 所以負遷移量為所以負遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點調(diào)為，即將差壓變送器的零點調(diào)為-37.240kPa。遷移后差變的測量范圍為。遷移后差變的測量范圍為-37.242.76kPa。n正遷移正遷移011pgHghP正壓室：正壓室：負壓室：負壓室：0pP 壓差：壓差：gHghPPP11當當H=0時，差壓輸出并不為時，差壓輸出并不為零，其值為零，其值為ghC1其遷移量為正值，所以稱為正遷移。其遷移量為正值，所以稱為正遷移。綜上所述：正負

6、遷移的實質(zhì)是改變變送器的零點，同時改綜上所述：正負遷移的實質(zhì)是改變變送器的零點，同時改變量程的上下限，而量程范圍不變。變量程的上下限，而量程范圍不變。主要應用： 鍋爐的汽包液位 中間罐區(qū)的液位 氣化界區(qū)的燒嘴冷卻水緩沖罐液位、汽包液位、高壓閃蒸分離罐液位法蘭式壓力（差壓）變送器引壓導管易被腐蝕或堵塞，影響測量精度，應用法蘭式壓力（差壓）變送器。敏感元件為金屬膜盒，它直接與被測介質(zhì)接觸，省去引壓導管，從而克服導管的腐蝕和阻塞問題。膜盒經(jīng)毛細管與變送器的測量室相通，它們所組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)充以硅油，作為傳壓介質(zhì)。為了毛細管經(jīng)久耐用，其外部均套有金屬蛇皮保護管。對于具有腐蝕性或含有結晶顆粒以及粘度大、

7、易凝固的介質(zhì)主要應用： 精餾界區(qū)的預精餾塔、加壓塔、常壓塔、回收塔的塔釜液位、加壓塔回流槽、回收塔回流槽液位（單法蘭）、預塔回流槽液位、常壓塔回流槽液位（單法蘭）、回收塔進料槽液位（單法蘭）、回收塔廢水槽液位（單法蘭）、雜醇油槽（單法蘭） 氣化界區(qū)氣化爐激冷室液位測量、渣鎖斗沖洗水罐液位測量、合成氣洗滌塔液位測量、高壓閃蒸罐液位、高壓閃蒸汽提塔液位、高壓閃蒸汽提塔液位1.3 浮力法浮力法 恒浮力式檢測的基本原理是通過測量漂浮于被測液恒浮力式檢測的基本原理是通過測量漂浮于被測液面上的浮子（也稱浮標）隨液面變化而產(chǎn)生的位移。面上的浮子（也稱浮標）隨液面變化而產(chǎn)生的位移。 變浮力式檢測是利用沉浸在被

8、測液體中的浮筒（也變浮力式檢測是利用沉浸在被測液體中的浮筒（也稱沉筒）所受的浮力與液面位置的關系檢測液位稱沉筒）所受的浮力與液面位置的關系檢測液位 。 浮力式液位檢測分為恒浮力式檢測與變浮力式檢測。浮力式液位檢測分為恒浮力式檢測與變浮力式檢測。1.3.1 鋼帶浮子式液位計鋼帶浮子式液位計 右圖為直讀式鋼帶浮子式液位計，這是一種最簡單的液位計，一般只能就地顯示。主要應用： 中間罐區(qū)的液位 大罐區(qū)的液位1.3.3磁浮子液位計 磁性浮子、浮球式液位計主要由本體部分、就地指示器、遠傳變送器以及上、下限液位報警器等幾部分組成。磁性浮子式液位計通過與工藝容器相連的筒體內(nèi)浮子隨液面（或界面）的上下移動，由浮

9、子內(nèi)的磁鋼利用磁耦合原理驅(qū)動磁性翻板指示器，用紅藍兩色（液紅氣藍）明顯直觀地指示出工藝容器內(nèi)的液位或界位。1.3.4 浮筒式液位計浮筒式液位計 浮筒式液位計屬于變浮力液位計，當被測液面位置變化時，浮筒浸沒體積變化，所受浮力也變化，通過測量浮力變化確定出液位的變化量。圖中： 1-浮筒；2-彈簧；3-差動變壓器 。電動浮筒液位計 杠桿的末端吊有內(nèi)筒，浮筒隨介質(zhì)的浮力F1變化而升降，這個浮力作用在杠桿1上，使杠桿系統(tǒng)以軸封膜片為支點而產(chǎn)生微小偏轉（軸封膜片一方面作為杠桿的支點，另一方面起密封作用）。帶動杠桿2轉動 ，傳感器將偏移量經(jīng)信號處理及轉換電路轉換成420mA標準信號輸出，即完成變換過程。 智

10、能浮筒液位（界位）變送器 被測液位的變化引起內(nèi)筒位置的變化，該變化被傳遞到扭力管組件上，使扭力管與芯軸同步轉動。同時固定在扭力管芯軸上的磁鐵發(fā)生旋轉位移，改變了由霍爾效應傳感器檢測的磁場。該傳感器將磁場信號轉換為電信號。主要應用： 二氧化碳壓縮機的冷凝水水槽液位計 合成的汽包液位、緩沖分離器液位、甲醇分離器液位、排污膨脹槽液位 低甲的原料氣分離罐液位、洗滌塔段間氨冷器液位、無硫甲醇氨冷器液位、H2S餾分氨冷器液位、H2S氣體分離罐液位、甲醇水分離塔底液位、 污甲醇罐液位 、含硫甲醇氨冷器液位、氨排放槽液位、 尾氣水洗塔液位 、甲醇/二氧化碳分離罐液位 變換界區(qū)的1#低壓蒸汽發(fā)生器液位、 1#中

11、壓蒸汽發(fā)生器液位、 2#低壓蒸汽發(fā)生器液位、2#低壓蒸汽發(fā)生器液位1.7導波雷達液位計 導波雷達液（界）位變送器運用了 TDR（時域反射原理）技術，發(fā)射的電磁波脈沖沿著桿或纜傳送當遇到比先前傳導介質(zhì)（空氣或蒸發(fā)汽）介電常數(shù)大的介質(zhì)表面時，脈沖波被反射回來。用超高速計來計算脈沖波的傳導時間，從而達到精確的液位測量。 雷達式液位計示意圖cHt02 雷達波由天線發(fā)出到接收到由液面來的反射波的時間t由下式確定 0HLH由于tcLH2故24檢測器對時間的測量有微波脈沖法及連續(xù)波調(diào)頻法兩種方式。檢測器對時間的測量有微波脈沖法及連續(xù)波調(diào)頻法兩種方式。微波脈沖法原理示意圖主要應用： 氣化界區(qū)灰水罐液位（導波）

12、濾液池液位（脈沖）密封沖洗水緩沖罐液位（導波）沉渣池液位（脈沖）冷凝液罐液位測量（導波）事故粉煤儲罐料位測量（導波）1.8 射線式物位檢測射線式物位檢測q放射性同位素在蛻變過程中會放射出放射性同位素在蛻變過程中會放射出、三種射線。三種射線。射線的電離本領最強，但穿透能力最弱。射線的電離本領最強，但穿透能力最弱。射線是電子流，電離本領比射線是電子流，電離本領比射線弱，而穿透能力較射線弱，而穿透能力較射線強。射線強。射線是一種從原子核中發(fā)出的電磁波，它的波長較短，射線是一種從原子核中發(fā)出的電磁波，它的波長較短，不帶電荷，它在物質(zhì)中的穿透能力比不帶電荷，它在物質(zhì)中的穿透能力比和和射線都強，但射線都強

13、，但電離本領最弱。電離本領最弱。由于射線的可穿透性，它們常被用于情況特殊或環(huán)境條件由于射線的可穿透性，它們常被用于情況特殊或環(huán)境條件惡劣的場合實現(xiàn)各種參數(shù)的非接觸式檢測，如位移、材料惡劣的場合實現(xiàn)各種參數(shù)的非接觸式檢測，如位移、材料的厚度及成分、流體密度、流量、的厚度及成分、流體密度、流量、物位物位等。等。磁致伸縮液位計工作原理：在不銹鋼或其它不能被磁化的金屬測量管內(nèi)安裝有磁致伸縮性能的導波絲，使之與高精度壓電陶瓷傳感器連接。電子模塊發(fā)出脈沖信號給導波絲并開始計時，該脈沖信號遇磁性浮子的磁場后，在波導 絲上產(chǎn)生一個扭力波，該扭力波沿著波導絲向兩端傳送扭力信號。直至傳感器收到該脈沖信號為止。電子

14、模塊是根據(jù)起始脈沖與返回扭力 波信號的時間間隔，計算出浮子的實際位置。 由于浮子會隨著液面的變化而變化，智能化的電子模塊會根據(jù)磁場的位置確定液面的高低變化，然后會將時間間隔信號轉換成4-20mA信號或其他數(shù)字信號輸出，完成測量過程。技術特點 ： 精度-高 測量精度：0.5mm或0.01 滿量程 重復0.15mm或0.005 滿量程 壽命-長 磁致伸縮變送器核心元件為“導波絲”使用壽命可達20 年以上。 成本-低 一臺磁致伸縮液位變送器可替代三臺其他測量儀表；可降低購買成本。磁致伸縮變送器維護量小，減少維護人員的時間；可降低維護成本。測量精度高、穩(wěn)定性高，提高測量準確度，可降低生產(chǎn)成本。 維護量

15、少 核心元件與介質(zhì)不接觸，產(chǎn)品智能化設計、模塊化結構。無需定期維護與重新標定。 工作溫度：-200420 工作壓力：真空18MPa 介質(zhì)粘度：最大500cp 介質(zhì)密度：最小0.35S.G. 界位密度差：最小0.05S.G. 材料選擇：哈氏合金C276/鋯702、蒙乃爾合金等使用-簡易 產(chǎn)品采用智能化模塊結構設計，標準三鍵式按鈕、LCD液晶顯示器。調(diào)試輕松、操作容易，簡單快捷，現(xiàn)場調(diào)試無需其他輔助設備、無需實物介質(zhì)，現(xiàn)場對儀表的重新標定。 既能測量液位、界位、也可以同時測量溫度。并通過 4-20mA 信號或 HART通訊信號輸出。 結構 ：磁致伸縮液位計的測量桿分為硬質(zhì)探桿和柔性探桿兩種類型，如

16、下圖所示： 主要構成部件為： 1. 表頭：內(nèi)部含有存儲底板和高度智能化電子模塊配合使用，儲存電路板與測量桿頂部的傳感器相連接。變送器配備現(xiàn)場指示 LCD 液晶。 2. 測量桿：內(nèi)部集成了磁致伸縮導線及磁致伸縮導波絲，頂部安裝有高性能壓電陶瓷傳感器。 3. 過程連接：配備NPT標準螺紋卡套， 3/4 1.5 標準可選。用于連接安裝法蘭 、固定磁致伸縮液位計。可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)節(jié)高度及測量范圍（調(diào)節(jié)范圍測量長度30mm） 。底部裝有定位卡套、卡簧配件?？煞乐垢∽踊鋪G失?？ㄌ组L度為測量死區(qū) -1/2 浮子長度。 4.內(nèi)部安裝有高性能釤鈷磁鐵。 需注意輕拿輕放，避免硬性磕傷或劃傷。 5. 銘牌：銘牌包含儀

17、表的型號、生產(chǎn)序號、溫度、壓力、密度、環(huán)境溫度及防爆等級、防護等級等相關內(nèi)容。 浮子（界位/液位可選）： 由浮子位置實時反應界面/液面的位置。實物圖：主要應用： 合成界區(qū)的甲醇分離器的液位、緩沖分離器的液位 硫回收界區(qū)的廢熱回收器液位 、廢熱回收器液位、 排污罐液位排污罐液位 一段、二段、三段硫冷凝器液位、最終硫冷凝器液位閃蒸罐液位 低甲界區(qū)的含硫甲醇閃蒸罐CO2解吸塔H2S濃縮塔H2S濃縮塔貧甲醇罐熱再生塔 熱再生塔回流罐污甲醇罐尾氣水洗塔H2S濃縮塔氮氣氣提塔 變換界區(qū)的E-200001(1#低壓蒸汽發(fā)生器)液位 S-200001（1#氣液分離器）液位、E-200003（1#中壓蒸發(fā)生器）

18、液位、 E-200004（2#中壓蒸汽發(fā)生器）液位、E-200005（2#低壓蒸汽發(fā)生器）液位、S-200002（2#氣液分離器）液位、 S-200003（3#氣液分離器）液位、 C-200001（汽提塔）液位、S-200004（4#氣液分離器）液位流量檢測儀表 概念：單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量。 體積流量 Q 質(zhì)量流量 M M=Qp 單位：L/h m3/h Kg/h t/h Nm3/h 常用換算關系： 1m3=1000L 1磅=0.4536Kg 1升=0.22英加侖= 0.2642美加侖分類1.差壓式流量計 噴嘴 文丘利管 孔板(角接取壓法、法蘭取壓法)一體化流量計一體化流量計錐型流量計錐型流量計楔型楔型流量計流量計矩型矩型流量計流量計“巴巴”類流量計類流量計文丘里管流量計系列文丘里管流量計系列2.容積式流量計 橢圓齒輪流量計 腰輪流量計3.智能式漩渦(渦街)流量計-由漩渦發(fā)生體和頻率檢測器構成的變送、信號轉換器構成，利用流體自然振蕩的原理