物位测量仪表系列三:直读式液位计

2020-03-24 倪彬洲
直读式液位计是用于储液槽、罐或其它容器的液面观察最普遍的仪表,在工业、民用等领域中广泛应用,我们日常生活中也常能见到,如最常见的是在公共场所的开水炉,我们去接水时都会看看水箱里是否有水,能看见水位的装置就是直读式液位计。下面就谈谈直读式液位计的原理、分类及特点。

一、测量原理
直读式液位计的两端分别直接与被测容器的气相端和液相端相连,直接读取容器中液位的高低,如图中所示:

中国仪器仪表学会产品信息工作委员会
利用液相平衡原理,当容器内介质的密度等于液位计里介质的密度时,液位计显示的液位是容器内介质的液位,即H1=H2,由于它简单实用又不需电源,因此广泛应用于没有控制要求、介质没有特殊性的场合。直读式液位计不仅可用于直接显示液位的高低,还可用于变送式液位计的零位和最高液位的校准。
二、直读式液位计的分类
直读式液位计主要分为两种:玻璃管式液位计和玻璃板式液位计。
1、玻璃管式液位计
玻璃管液位计由上下两端各装有一个阀门和玻璃管、锁母等组件组成。当上下阀门打开时,玻璃管与容器内液体连通,直接显示容器内的液位。当玻璃管发生意外事故而破碎时,阀门内的安全钢珠在容器压力作用下自动关闭,以防容器内介质继续外流。
玻璃管液位计可用来直接指示密封容器中的液位高度,具有结构简单,直观可靠,经久耐用等优点,但它的缺点也很明显,如玻璃易碎、长度受限,并受到被测介质的温度、压力等参数的限制。
针对以上玻璃管式液位计的缺点,仪表科研人员的不断探索,目前的玻璃管材质已改用石英玻璃,结构上外加金属管保护,克服了易碎的缺点,石英具有一定的耐高温高压的特点,进一步扩展了使用范围。另外,玻璃管液位计利用光线在液体与空气中的不同折射率,可做成双色玻璃管液位计。
2、玻璃板式液位计
玻璃板液位计广泛应用于石油、化工、电站、制药等行业液面位置的观察,它们由上下两端各装有一个阀门和中间的玻璃板等组件组成,当上下阀门打开时,玻璃板与容器内液体连通,直接显示容器内的液位。当玻璃板外罩发生意外事故而破碎时,阀门内的安全钢珠在容器压力作用下自动关闭,以防容器内介质继续外流。
玻璃板液位计通过透明的玻璃外壳直接读取液位高度,通常玻璃板液位计可分为两种类型,透光式和反射式两种类型。
透光式玻璃板液位计主要用于观测不透明的或有颜色液体的液位;
反射式玻璃板液位计主要用于观测无色,透明液体的液位;
玻璃板液位计的内部材质主要是碳钢和不锈钢等,因此玻璃板液位计不能用来测量与这些材料发生腐蚀作用的介质。玻璃板液位计是一种常见的液位仪表,它的设计原理与其它液位计相比更为直观,测量液位的精确度相对较低,但是玻璃板液位计具有结构简单、价格低廉、使用方便的特点,因此在一些对测量结果要求不高的环境中有着广泛的应用。
3、其它玻璃板液位计
根据不同的工艺介质测量需求,有不同类型的玻璃板液位计,如双色玻璃板液位计使得观察更方便;如用于测量粘稠度较高的液体采用“大口径快速玻璃板液位计”;用于测量酸碱度高的液体有“防腐蚀玻璃板液位计”,又如耐高温玻璃板液位计测量介质温度可达450℃;耐高压玻璃板液位计测量介质压力可达13.0MPa,工程设计时应根据具体工艺条件选择适合的液位计。
三、主要特点
1、直读式液位计最大的优点是无需任何能源供应,工作可靠、价格便宜;
2、使用寿命长、结构简单、安装维护简便;
3、液位显示直观清晰;
4、它们最大缺点是液位信号无法远传,只能现场观察;
5、玻璃管易碎;
6、测量精度不是太高。


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作者简介
邱老师,自控学堂创办人,教授级高级工程师,从事自控工程设计30余年,先后承担了几十个大中型工程项目的设计、施工安装指导、调试开车及新技术开发等工作,是国家科技进步一等奖获得者,获国务院特殊津贴、行业工程设计大师等荣誉称号,国家科技奖评审专家。

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