顧 健

中鹽?；煞萦邢薰?，江蘇常州 213000

在工業(yè)生產(chǎn)工程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到需要測(cè)量各種固體物料和液體物料的料位。我們把罐、塔、釜、遲等容器中存放的液體表面位置稱為液位；把料斗、料倉(cāng)等儲(chǔ)存的固體顆粒、粉料等堆積高度或表面位置稱為料位；把兩種互不相溶液體的界面位置稱為界位。測(cè)量這些物位的時(shí)候根據(jù)工藝、測(cè)量精度和性價(jià)比等要求，我們必須有針對(duì)性的選擇測(cè)量?jī)x表，這樣才能最大程度的滿足需要、節(jié)約成本。

常用于測(cè)量料位的料位計(jì)有連通器式、浮力式、吹泡式、差壓式、電容式、超聲波式等。

連通式就是指最普通的玻璃管液位計(jì)（見圖1，圖中1-被測(cè)容器；2-玻璃管；3-指示標(biāo)度尺；4、5-閥；6、7-連通管），它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，測(cè)量直觀，適用于現(xiàn)場(chǎng)使用，但是容易破損和結(jié)垢，造成讀數(shù)困難，不便于遠(yuǎn)傳。

圖1 玻璃管液位計(jì)原理

圖2 磁翻板液位計(jì)原理

浮力式液位計(jì)是依靠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，我們經(jīng)常用到的磁翻板液位計(jì)就是屬于浮力式（見圖2，圖中1-翻板指示組件；2-浮子；3-連通管組件；4-調(diào)整螺釘；5-放泄塞），針對(duì)不同介質(zhì)可以選擇適合材質(zhì)的浮子，浮子裝有一組永磁鐵，隨液位變化而上下移動(dòng)，通過磁耦合作用帶動(dòng)磁翻板組件翻轉(zhuǎn)，適用于各種儲(chǔ)罐的液位測(cè)量，配合變送單元可以方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，且價(jià)格適中。

吹泡式液位計(jì)是應(yīng)用靜壓原理測(cè)量敞口容器液位（見圖3，圖中1-過濾器；2-減壓閥；3-節(jié)流元件；4-轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5-變送器），壓縮空氣經(jīng)過過濾減壓閥后，再經(jīng)定值器輸出一定的壓力分兩路輸出，一路用導(dǎo)管伸入容器底部，另一路接入壓力變送器進(jìn)行指示和遠(yuǎn)傳，利用液位變化時(shí)氣泡吹出克服液柱的靜壓力也發(fā)生變化的原理來測(cè)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，適用于有腐蝕性、粘度大、有懸浮顆粒、易揮發(fā)起霧等的敞口容器，但是精度較低。

圖3 吹泡法液位計(jì)原理

圖4 差壓式液位計(jì)原理

差壓式液位計(jì)（見圖4，圖中1、2-閥門；3-差壓變送器）有兩個(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。對(duì)于開口容器或常壓容器，氣相導(dǎo)壓管和閥門1可以省掉。此類液位計(jì)適應(yīng)能力強(qiáng)，占用空間小，易安裝，被廣泛應(yīng)用。需要注意的是如果介質(zhì)含雜質(zhì)多，易結(jié)晶、凝聚或自聚，須采用法蘭式。且差壓式液位計(jì)可以用來測(cè)量界面，但被測(cè)量的兩種介質(zhì)必須充滿容器，使容器不含氣相，原理和測(cè)量氣液相液面相同。

電容式液位計(jì)是采用測(cè)量電容的變化來測(cè)量液面的高低的（見圖5）。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。當(dāng)液位變化時(shí)，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之變化因而電容量也發(fā)生相應(yīng)變化。此類液面計(jì)適用于腐蝕性、高壓等的介質(zhì)測(cè)量，易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳。

圖5 電容式液位計(jì)原理

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)來測(cè)量?jī)煞N介質(zhì)的界面。超聲波物位計(jì)適用能力強(qiáng)，不但能測(cè)量液體液面（測(cè)量液體液面時(shí)必須注意介質(zhì)波動(dòng)、起泡沫、揮發(fā)起霧等會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量精度）、兩種液體間的界面，還能測(cè)量固體物料的料位，具有精度高、反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，但其成本高、維護(hù)維修困難，多用于要求測(cè)量精度較高的場(chǎng)合。

本文對(duì)各種常用物位計(jì)的測(cè)量原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較，在實(shí)際應(yīng)用中，須根據(jù)價(jià)格、測(cè)量精度、被測(cè)介質(zhì)特性等因素進(jìn)行合理選擇物位計(jì)種類。

[1]樂嘉謙.儀表工手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998，4.

[2]趙玉珠.測(cè)量?jī)x表與自動(dòng)化[M].石油大學(xué)出版社，1997，2.