毕业论文：新型液位计的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

的体积不同，因而所受浮力不同而产生位移，通过机械传动转换为角位移来测量液位。

此类仪表能实现远传和自动调节。

吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位。

压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出定的压力，经节流元件后分两路路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹出另路进入压力计进行指示。

当液位最低时，气泡吹出没有阻力，背压力零，压力计指零当液位增高时，气泡吹出要克服液柱的静压力，背压增加，压力指示增大。

因此，背压即压力计指示的压力大小，就反映了液面的高低。

吹泡式液位计结构简单价廉，适用于测量具有腐蚀性粘度大和含有悬浮颗粒的敞口容器的液位，但精度较低。

差压式液位计有气相和液相两个取压口。

气相取压点处压力为设备内气相压力液相取压点处压力除受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力。

这类仪表包括气动电动差压变送器及法兰式液位变送器，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多。

电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。

它是根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的个极，容器壁作为电容的另极。

两电极间的介质即为液体及其上面的气体。

由于液体的介电常数ε和液面上的介电常数ε不同，比如εε，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。

反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。

所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。

电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε和ε的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。

电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。

超声波物位计。

是利用超声波在气体液体或固体中的衰减穿透能力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面。

此类仪表精度高反应快，但成本高维护维修困难，都用于要求测量精度较高的场合。

放射形物位计。

是利用物位的高低对放射形同位素的射线吸收程度不同来测量物位高低的，它的测量范围宽，可用于低温高温高压容器中的高粘度高腐蚀易燃易爆介质物位的测量。

但此类仪表成本高，使用维护不方便，射线对人体危害性大液位计与储罐液位的关系原油重质油储罐液位测量宜采用非接触式雷达液位计超声波液位计轻质油化工原料产品非腐蚀性储罐液位测量，宜采用非接触式或接触式浮子式差压式。

储罐就地液位指示，宜选用磁性浮子液位计浮球液位计，也可选用直读式彩色玻璃板液位计。

拱顶罐浮顶罐液位测量，宜选用重锤式钢带液位计恒力盘簧式钢带液位计或光导式液位计。

内浮顶罐外浮顶罐有压罐带有搅拌机或有旋流的储罐液位测量，应选用有导向管安装方式的伺服式液位计。

大型拱顶罐球形罐的原油成品油沥青乙烯丙烯液化石油气液化天然气及其它介质液位的测量，可选用雷达式液位计。

常压罐压力罐拱顶罐浮顶罐的液体质量密度体积液位等测量，可选用静压式储罐液位计，但高粘度液位测量不宜采用。

设计选型的原则考虑油罐的大小和特点对油罐，以及较大的液化气罐选用较高的液位计，中小罐可以选用般液位计。

考虑油罐的种类直接售油或者进油的罐，选用高精度液位计，中间罐般储料罐可以采用般仪表。

考虑介质的特性重油尽量采用与被测介质不接触或少接触类型仪表，轻油可用般仪表。

考虑用户具体情况如果用户整体水平很高，投资限制不严格，可采用性能较高的液位计。

老厂改造或新增加的罐区要考虑原来采用的液位计使用情况，如果使用状况良好，尽量统选型，以减少维护人员的负担。

在用户方面操作人员希望液位计使用方便，测量准确，仪表车间希望液位计工作可靠减少维护人员。

设计时应该给予考虑。

液位计的工作原理浮子式钢带液位计工作原理钢带液位计是种传统的液位计。

它是利用力学平衡原理设计制作的。

它是由液位检测装置高精度位移传动系统恒力装置显示装置变送器装置以及其他外设构成。

浸在被测液体中的浮子受到重力，浮力和由恒力装置产生的恒定拉力的作用，当三个力的矢量和等于零时，浮子处于准平衡静止状态。

力学平衡时的浮力是准恒定的浮子浸入液体的体积为恒定值。

当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。

液位检测装置浮子根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。

变送器把这种液位情况转换成标准电信号，通过信号线输出。

这种电信号可以驱动其他控制设备。

适用范围及特点具有实用性强测量范围大精度高性能稳定使用寿命长便于样，通过对该平衡力的测量结果，或者说，根据位于空气中液位上，还是液体间的界面上。

同时，通过光电元件感知的测量尺的标志位置，即可得到精确的液位和液位界面。

为了解决由于液位计轮毂上的恶钢丝在每编码或步进电机的单步内所走的距离不致产生的累积误差，这也是确保高准确度测量液位的基础，主要采取以下措施。

是按高标准严要求对步进电机传动部分和编码器加工材料进行精选和精细加工二是通过光电组件从与浮子相连的高准确度测量尺上直接读取原始位移信息并用于计算液位，使测量准确度更高三是测量尺钢带卷绕于轮毂上，采用简单的齿轮组结构。

液水界面的测量液位计测量液水界面采用测量电导值的方式，由智能数据采集模块进行采集，根据要求可以每毫米采集次电导值。

液水界面测量准确度可达到。

由于测量原理不依赖于浮子的浮力，因此不会出现传统的伺服式液位计测量液体界面时，定需要有明显的密度分界，否则测量误差很大的情况。

液位计的工作过程液位计可接收三种命令综合参数测量命令，即测量平均温度平均密度和水位测量平均温度平均密度命令数据传输命令，指令将安装于浮子上的数据采集模块在测量过程中采集的所有数据传输到液位计控制模块。

测量液位过程液位计接收到控制器后计算机发出的指令后，先提升浮子至液位上方空气中的复位点进行复位归零，复位后浮子下降，当下降到液位时，力传感器会感受到浮力变化的信号。

控制器接收到该信号后接着让浮子继续下降到完全浸入液体。

记录此时的覅子力矩油，然后上提浮子使其完全在空气中，记录此时的力矩空，然后下降到力矩为空油处，此时测量尺的长度即是液位高度。

从上述测量过程可知，浮子的体积变化，黏附物的增加造成的质量变化，以及力传感器的漂移对液位的测量结果都没有任何影响。

所以液位计在长期运行中不需要调整标定。

测量多参数过程当收到测量多参数的命令，浮子先下降到第个预定高度，数据采集模块采集次压力和温度的数据，浮子继续下降到下个位置，读取第二个位置处的压力和温度数据，依次类推直到个位置的压力和温度数据采集完毕。

如果收到的命令要求测量油水界面，则液位计进入测量界面的操作，测量范围从罐底部到定距离内可调整，例如设定为个不同深度的电导值，工作过程同测量温度和压力时致。

根据所采集的压力温度水位数据，计算出储罐内的温度密度水位等其他计量参数。

根据组电导值及其对应位置，液位计可分析出界面所在的准确位置。

同时可由计算机进行进步的数据分析。

如对液水界面的乳化层厚度进行更详细的分析。

液位计的组网和安装系列液位计采用工业标准的通讯协议和电源，既可在现场并联到控制仪表，也可用总线与计算机相连。

在拱顶罐上安装时条件具备的可单独安装导向管步具备条件的可通过上光孔改造，直接安装连接法兰。

浮顶罐则必须安装导向管。

对储罐变形的补偿任何储罐随着液位的变化存在两种变形，种是为罐底沉降种为罐顶的变化，而伺服式液位计式通过测量空高来计算液位，在使用过程中必须消除储罐的两种变形来提高液位计的计量准确度。

具体做法是测量储罐在不同液位时的储罐计量孔德参照高度，找出两种变形的规律，通过数据进行补偿。

简述各种液位计的特点集合超声波液位计物位计由微处理器控制的数字液位物位仪表，介质几乎不受限制，可以应用于各种液体和固体物料高度的测量的复杂工况，可实现测量值的温度补偿。

非接触的测量，测量精度高，操作简单，界面直观等。

静压液位计产品小巧轻便灵敏而具有高性能，具有便利的安装和使用方便。

主要应用于城市给排水水处理厂水库河流海洋储油罐装有糊状物的罐及石油化工冶金电力等部门的液位及其它敞开式容器液体的液位测量，被测液体无论是水油酸碱盐及粘稠性液体，都能高精度地测量。

雷达液位计在恶劣条件工作适用范围广，几乎可以测量所有介质。

包括有毒的，腐蚀性介质，固体液体，粉尘性浆状介质，都可以进行测量。

测量连续准确，无须维修，可行性强，维护方便，操作简单。

非接触测量，不受温度压力气体等的影响。

磁致伸缩液位计是利用磁致伸缩原理所开发的测位产品，输出信号为绝对数值，不会对数据接收构成问题，无须重新调整零位。

内部构造是非接触的，不会对传感器造成任何磨损。

输出直接，无须再加装输出接口。

输出精确可靠，传感器坚固耐用，寿命长，无须定期维修或校正。

差压式液位计物位计通过表压信号反映液位高度，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多。

为比较成熟的液位测量仪表，测量精度较高，维护量少，需要重视维护磁翻板或磁翻柱液位计就地显示无须电源，显示部分和介质完全隔离，不会因介质污染显示条而使观测受到影响，根据用户需要调节开关点位置，安装捆绑式液位变送器，输出信号，可实现远距离检测或控制。

维护量小，维修费用低。

伺服式液位计主要应用在无腐蚀性的液体轻油品的高精度测量中。

基本原理同钢带式液位计，有精确的力传感器以及伺服系统，精度高，能够达到，安装调试比较复杂，接触式液位计，价格高。

电容式液位计具有极高的抗干扰性和可靠性，解决了温度湿度压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。

能够测量强腐蚀性的液体，如酸碱盐污水等。

射频导纳液位计是种从电容式发展起来的防挂料更可靠更准确适用性更广的新型物位控制技术，是电容式物位技术的升级。

浮筒液位计根据浮力原理，液位上升时翻柱由白色转为红色，下降时由红色转为白色，从而实现液位指示。

钢带液位计是利用力学平衡原理设计制作的，实用性强测量范围大精度高性能稳定使用寿命长便于维护等优点。

静磁栅液位计直接输出绝对液位数据，量程长分辨度适中无接触特点，失电后能长时间保存绝对液位数据。

耐冲击防水抗油抗粉尘抗污染不怕泡沫读数直观精确具有多种输出信号与车间现有的控制网络联结方便便于维修置换等性能使其成为液位检测与控制的首选设备。

结论通过以上对液位计的详细论述，我们对液位计的工作原