1 、研究背景：

    工業(yè)生產(chǎn)中, 針對(duì)地下槽體、罐體的液位測(cè)量方式眾多, 測(cè)量設(shè)備多種多樣。因此, 選擇一種符合具體工況條件的液位計(jì)尤為重要。目前, 常用的液位測(cè)量裝置, 按測(cè)量原理可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式液位測(cè)量裝置有人工檢尺、防腐磁翻板液位計(jì)等, 非接觸式液位測(cè)量裝置有雷達(dá)液位計(jì)、核輻射液位計(jì)、

超聲波液位計(jì)等。與接觸式液位測(cè)量裝置相比, 非接觸式測(cè)量在技術(shù)含量和測(cè)量精度上具有一定的優(yōu)勢(shì)。但由于受使用成本高和苛刻的使用環(huán)境等因素限制, 非接觸式測(cè)量裝置在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上還無(wú)法普及使用。根據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì), 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上目前普遍使用的是人工檢尺和防腐磁翻板液位計(jì)。人工檢尺對(duì)人的操作技能要求較高, 受客觀因素影響大, 測(cè)量精度有限;在惡劣工況下, 測(cè)量具有高風(fēng)險(xiǎn)。防腐磁翻板液位計(jì)在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)機(jī)械卡滯、密度調(diào)節(jié)困難、維修復(fù)雜等現(xiàn)象。因此, 研制出一套具備維護(hù)方便、制作簡(jiǎn)單、精度高等多種優(yōu)勢(shì)的實(shí)用型防腐磁翻板液位計(jì), 對(duì)于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量有著深遠(yuǎn)的意義。為此, 三暢儀表介紹了一種改進(jìn)型防腐磁翻板液位計(jì), 可用于測(cè)量地下槽體、罐體等設(shè)備的液位。

 

    工業(yè)生產(chǎn)中, 人們通常運(yùn)用多種方法來(lái)進(jìn)行容器內(nèi)液體的物位測(cè)量。傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)就是常用的一種。由于環(huán)境和工況等因素的影響, 傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)在液位測(cè)量過(guò)程中存在很大的局限性。特別是在焦化行業(yè)中的地下槽體、罐體等雜質(zhì)較多、工況復(fù)雜的環(huán)境中, 由于傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)為接觸式測(cè)量裝置, 其浮球會(huì)被粘上焦油等雜質(zhì), 導(dǎo)致浮球密度增大, 不能正常地浮在被測(cè)介質(zhì)表面, 從而影響液位計(jì)的測(cè)量。與之相比, 非接觸式測(cè)量的雷達(dá)液位計(jì)則優(yōu)勢(shì)明顯。其不接觸被測(cè)量介質(zhì), 避免了上述情況的出現(xiàn)。雷達(dá)波的傳輸方向一定, 回波受被測(cè)量槽體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)限制。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的槽體, 雷達(dá)波在傳播過(guò)程中呈無(wú)序狀態(tài), 進(jìn)而影響液位測(cè)量的精度, 不能有效實(shí)現(xiàn)其功能。

 

2 、防腐磁翻板液位計(jì):

2.1 、組成結(jié)構(gòu):

    磁翻板液位計(jì)根據(jù)浮力原理，浮子在測(cè)量管內(nèi)隨液位的升降而上下移動(dòng)，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合作用，驅(qū)動(dòng)紅、白色翻柱翻轉(zhuǎn)180’液位上升時(shí)，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，下降時(shí)，翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，從而實(shí)現(xiàn)液位的指示。

 

2.2 、工作方式：

    液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，觀察直觀、清晰，不堵塞、不滲漏，安裝方便，維修簡(jiǎn)單。玻璃板液位計(jì)上、下端安裝法蘭與容器相連接構(gòu)成連通器，透過(guò)玻璃板可直接觀察到容器內(nèi)液位的實(shí)際高度。上下閥門裝有安全鋼珠，當(dāng)玻璃因意外損壞時(shí)，鋼珠在容器內(nèi)壓的作用下自動(dòng)密封，防止容器內(nèi)液體外溢，并保證操作人員安全。

 

    磁翻板液位計(jì)位計(jì)可直接用來(lái)觀察各種容器內(nèi)介質(zhì)的液位高度。它適用于石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域的液位指示，該液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，觀察直觀、清晰，不堵塞、不滲漏，安裝方便，維修簡(jiǎn)單。玻璃板液位計(jì)上、下端安裝法蘭與容器相連接構(gòu)成連通器，透過(guò)玻璃板可直接觀察到容器內(nèi)液位的實(shí)際高度。上下閥門裝有安全鋼珠，當(dāng)玻璃因意外損壞時(shí)，鋼珠在容器內(nèi)壓的作用下自動(dòng)密封，防止容器內(nèi)液體外溢，并保證操作人員安全。

 

3 、防腐磁翻板液位計(jì)測(cè)量的干擾因素：

    防腐磁翻板液位計(jì)是一種采用恒浮力原理工作的液位測(cè)量?jī)x表, 目前被廣泛應(yīng)用于地下槽體的液位測(cè)量。當(dāng)被測(cè)量介質(zhì)液面平靜時(shí), 浮球工作環(huán)境比較好, 在導(dǎo)管中可以平穩(wěn)地上下運(yùn)動(dòng), 且能準(zhǔn)確測(cè)量出介質(zhì)液面高度, 測(cè)量精度高。實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的干擾因素, 使浮球不能正常工作, 影響測(cè)量精度。

 

(1) 介質(zhì)溫度。

    介質(zhì)存放的環(huán)境溫度對(duì)被測(cè)介質(zhì)形態(tài)的影響很大。如果溫度太低, 會(huì)造成地下槽體內(nèi)易結(jié)晶的介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶物附著在傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)的浮球表面, 改變了浮球的重量, 使浮球不能正常地漂浮在介質(zhì)表面, 從而影響液位測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中, 介質(zhì)的不同溫差對(duì)傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)的測(cè)量偏差有著一定的影響[8]。

 

(2) 機(jī)械故障。

    從結(jié)構(gòu)上看, 傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)大多使用機(jī)械滑輪和鋼絲作為信號(hào)傳遞的載體。機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)因腐蝕、外力、浮球表面結(jié)晶卡滯等原因引起機(jī)械故障。若機(jī)械故障不能及時(shí)排除, 必然會(huì)造成傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)不能正常工作。

 

(3) 液體的擾動(dòng)。

    地下槽體內(nèi)液體介質(zhì)的攪拌、流入、流出均會(huì)造成槽內(nèi)被測(cè)介質(zhì)液面的擾動(dòng)。槽體液面的擾動(dòng)會(huì)引起傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)的浮球位置不穩(wěn)定, 造成無(wú)法讀取液位計(jì)的準(zhǔn)確數(shù)值, 嚴(yán)重影響防腐磁翻板液位計(jì)的正確測(cè)量。

 

4、改進(jìn)措施：

    對(duì)于以上提出的、影響傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素, 通過(guò)分析其本質(zhì), 提出具有針對(duì)性的改進(jìn)措施。在傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上, 對(duì)測(cè)量機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)和測(cè)量硬件等方面進(jìn)行改進(jìn), 以規(guī)避原有的影響因素, 達(dá)到測(cè)量穩(wěn)定、精確度高的效果。

 

4.1、測(cè)量結(jié)構(gòu)：

    針對(duì)以上傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)測(cè)量的干擾因素, 對(duì)傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)的部分測(cè)量結(jié)構(gòu)采取了針對(duì)性的改進(jìn)措施, 解決干擾因素問(wèn)題。改進(jìn)型防腐磁翻板液位計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

 

 

圖 防腐磁翻板液位計(jì)結(jié)構(gòu)圖

 

    改進(jìn)型防腐磁翻板液位計(jì)在原來(lái)的測(cè)量基礎(chǔ)上增加了密封塊和上、下開(kāi)孔, 并改變了測(cè)量桿和浮球的接觸形式。測(cè)量導(dǎo)管必須垂直于液面安裝。浮球處于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)部, 其直徑與測(cè)量導(dǎo)管直徑相同, 材料視容器內(nèi)被測(cè)介質(zhì)密度而定。材料密度應(yīng)小于介質(zhì)密度, 使浮球漂浮在介質(zhì)表面, 且可以隨著液位的升高, 在浮力的作用下于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)部上下移動(dòng)。測(cè)量導(dǎo)管上下均開(kāi)設(shè)一開(kāi)孔?？紤]到被測(cè)介質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)堵塞導(dǎo)波管下部開(kāi)孔位置, 可根據(jù)實(shí)際, 在不影響測(cè)量導(dǎo)管結(jié)構(gòu)安全的情況下, 增加下開(kāi)孔處環(huán)測(cè)量導(dǎo)管同一平面上的開(kāi)孔數(shù)量。在測(cè)量導(dǎo)管上開(kāi)孔, 可使浮球上部與容器內(nèi)上部氣壓一致, 從而保證測(cè)量管內(nèi)外液面相同。測(cè)量指針固定在測(cè)量桿上, 隨測(cè)量桿上下移動(dòng), 與刻度尺配合準(zhǔn)確指示槽體內(nèi)液位高度。

 

    與傳統(tǒng)磁翻板液位計(jì)相比, 防腐磁翻板液位計(jì)zui大的不同就是測(cè)量桿和浮球分離安裝。測(cè)量桿下方是一個(gè)喇叭口, 浮球上浮頂住喇叭口, 從而作用于測(cè)量桿。測(cè)量桿為一個(gè)中空貫穿整個(gè)桿體。若浮球因介質(zhì)結(jié)晶或者黏度大等原因附著在浮球上, 可在頂部采用蒸氣或清水等合適的介質(zhì)對(duì)浮球進(jìn)行清洗。浮球材料用耐腐蝕性較強(qiáng)的材料制成, 還要保證其密度較小, 使其在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)可以漂浮、上下移動(dòng)。

 

    防腐磁翻板液位計(jì)零部件簡(jiǎn)單, 安裝便捷、可靠, 適用于封閉、半封閉以及全開(kāi)放式地下槽體的液位測(cè)量。測(cè)量導(dǎo)管的安裝可以有效防止介質(zhì)湍流引起的內(nèi)部液面波動(dòng), 避免了被測(cè)介質(zhì)液面波動(dòng)引起的測(cè)量誤差。加裝測(cè)量導(dǎo)管, 減小了浮球下方接觸介質(zhì)的面積, 可有效避免結(jié)晶介質(zhì)的揮發(fā)。

 

4.2、 安裝注意事項(xiàng)：

    防腐磁翻板液位計(jì)在安裝時(shí), 要與槽體入口和泵出口保持安全距離, 并有效避開(kāi)槽體內(nèi)的攪拌裝置, 從而防止介質(zhì)湍流對(duì)改進(jìn)型防腐磁翻板液位計(jì)的干擾。改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量桿為中空結(jié)構(gòu), 測(cè)量封閉或半封閉槽體液位時(shí), 應(yīng)將測(cè)量桿頂部開(kāi)口進(jìn)行封堵, 防止槽體內(nèi)介質(zhì)蒸發(fā)從測(cè)量桿中空部分溢出, 影響槽體氣

密性。

 

    浮球在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí), 管道內(nèi)部不平整或測(cè)量導(dǎo)管安裝不垂直于被測(cè)界面, 均會(huì)造成浮球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其與罐壁之間的摩擦。為減小罐壁摩擦帶來(lái)的阻力, 測(cè)量導(dǎo)管在安裝時(shí)一定要垂直于被測(cè)介質(zhì)液面。

 

4.3、應(yīng)用結(jié)果：

    防腐磁翻板液位計(jì)被用于地下槽體液位的精確測(cè)量、測(cè)量誤差可以縮小至±0.5mm以內(nèi), 測(cè)量過(guò)程安全穩(wěn)定, 測(cè)量數(shù)據(jù)精確度高、數(shù)值可靠。改進(jìn)型防腐磁翻板液位計(jì)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)在測(cè)量過(guò)程中的不足, 維護(hù)方便、成本低廉、測(cè)量穩(wěn)定, 為生產(chǎn)的安全運(yùn)行提供了有力的保障。

 

5、結(jié)束語(yǔ)：

    磁翻板液位計(jì)在實(shí)際使用過(guò)程中, 由于被測(cè)介質(zhì)黏度大、介質(zhì)結(jié)晶、設(shè)備腐蝕造成的機(jī)械卡滯等問(wèn)題, 測(cè)量結(jié)果誤差很大。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)防腐磁翻板液位計(jì)測(cè)量機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、測(cè)量硬件等方面的改進(jìn), 成功規(guī)避了以上影響因素, 達(dá)到測(cè)量穩(wěn)定、精確度高的效果。改進(jìn)型防腐磁翻板液位計(jì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于操作、維護(hù)方便, 適用于石油、焦化、化工等行業(yè)的地下槽體液位測(cè)量, 具有很高的推廣和實(shí)用價(jià)值。