【摘 要】通過(guò)對(duì)油田常用的電動(dòng)浮筒液位計(jì)在使用中的探索總結(jié)，依據(jù)電動(dòng)浮筒液位計(jì)的工作原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、探索出電動(dòng)浮筒液位計(jì)稱(chēng)重法、水校法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，制訂出了在線校準(zhǔn)方法。

【關(guān)鍵詞】液位 電動(dòng)浮筒 實(shí)驗(yàn)室 在線 校準(zhǔn)

電動(dòng)浮筒液位計(jì)是油田開(kāi)發(fā)中常用的液位測(cè)量?jī)x器，主要用于各類(lèi)水、輕烴及其他較為潔凈的介質(zhì)，是油田的鍋爐、容器、塔等裝置常用的液位測(cè)量?jī)x器，也是容器的安全附件之一。電動(dòng)浮筒液位計(jì)在運(yùn)行過(guò)程中，由于電氣、機(jī)械老化易造成測(cè)量準(zhǔn)確度下降，為了確保鍋爐等壓力容器的平穩(wěn)、安全運(yùn)行，須對(duì)電動(dòng)浮筒液位浮球進(jìn)行定期校準(zhǔn)，以確保電動(dòng)浮筒液位計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

一、電動(dòng)浮筒液位計(jì)校準(zhǔn)的必要性

（一）電動(dòng)浮筒液位計(jì)構(gòu)造及原理

電動(dòng)浮筒液位計(jì)主要由殼體、浮筒、杠杠、重力（或位移）傳感器、信號(hào)放大板、表頭等組成。電動(dòng)浮筒液位計(jì)是利用阿基米德定律及力平衡原理進(jìn)行工作。當(dāng)液面上升時(shí)，測(cè)量液面高度的浮筒懸掛在杠桿下部受到浮力時(shí)，浮筒失去自重，向上浮起，支撐點(diǎn)的杠桿力發(fā)生變化，通過(guò)稱(chēng)重傳感器（或位移傳感器）測(cè)量出浮筒浮力大小，即可得到液面的高度。

（二）電動(dòng)浮筒液位計(jì)誤差來(lái)源

電動(dòng)浮筒液位計(jì)在運(yùn)行過(guò)程中，由于機(jī)械、電氣性能的老化，會(huì)對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性構(gòu)成影響。在運(yùn)行中，介質(zhì)中含酸、堿等物質(zhì)，輕烴介質(zhì)中含有的硫化氫等物質(zhì)會(huì)對(duì)浮筒造成腐蝕或結(jié)構(gòu)，造成浮筒重量的變化引起測(cè)量誤差；臟的介質(zhì)在浮筒杠桿護(hù)管中結(jié)垢，造成杠桿位移變化量縮小引起測(cè)量誤差；電動(dòng)浮筒液位計(jì)連接部位滲漏，負(fù)壓所引起的測(cè)量誤差等。

二、離線校準(zhǔn)方法的開(kāi)展

（一）稱(chēng)重校準(zhǔn)法

稱(chēng)重法校準(zhǔn)一般在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，室溫應(yīng)控制在（20±5）℃，校準(zhǔn)設(shè)備推薦使用托盤(pán)天平及準(zhǔn)確度優(yōu)于M22級(jí)砝碼，砝碼單只規(guī)格2kg、1kg、500g、200g、100g、50g、20g、10g、5g、2g、1g，標(biāo)準(zhǔn)電流表和24V直流電源。

1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備工作。校準(zhǔn)前應(yīng)對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)進(jìn)行解體，清潔各部件，檢查浮筒無(wú)變形、裂縫，破損，檢查內(nèi)浮筒掛鉤無(wú)銹蝕，定位螺絲完好。稱(chēng)重內(nèi)浮筒（含連桿、掛鉤），以確定稱(chēng)重砝碼質(zhì)量。固定電動(dòng)浮筒液位計(jì)變送器在平臺(tái)上，確保電動(dòng)浮筒液位計(jì)杠桿為水平位置，在杠桿吊桿端掛上砝碼吊盤(pán)，將電源連接到電動(dòng)浮筒液位計(jì)的接線端子，流表串連進(jìn)電源中。選取浮筒液位計(jì)量程上限0、25%、50%、75%、100%為校準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算砝碼值（見(jiàn)式1）。

零點(diǎn)時(shí)砝碼重量值，應(yīng)按式（1）計(jì)算（1）式中：G0—零點(diǎn)時(shí)砝碼重量g，P—內(nèi)浮筒重量g.

滿(mǎn)量程時(shí)砝碼重量值，應(yīng)按式（2）計(jì)算（2）

式中：G0—零點(diǎn)時(shí)砝碼重量g，P—內(nèi)浮筒重量g，F(xiàn)—浮筒在測(cè)量介質(zhì)中所受浮力.

（3）式中：D—內(nèi)浮筒直徑mm，H—浮筒測(cè)量高度mm，—測(cè)量介質(zhì)密度.

校準(zhǔn)點(diǎn)的砝碼重量值，應(yīng)按式（4）計(jì)算

（4） 式中：G-n—浮筒在某測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的砝碼值g，n—浮筒的測(cè)量點(diǎn)%.

2.零位校準(zhǔn)。在砝碼吊盤(pán)上放入計(jì)算好的零點(diǎn)時(shí)砝碼，砝碼吊盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí)，電流表應(yīng)為4mA，浮筒液位計(jì)顯示值為0。

3.量程校準(zhǔn)。在砝碼吊盤(pán)上放入計(jì)算好的滿(mǎn)量程時(shí)砝碼；砝碼吊盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí)，電流表應(yīng)為20mA，浮筒液位計(jì)顯示值為100%。砝碼盤(pán)上依次放入25%、50%、75%校準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的砝碼值，電流表應(yīng)顯示為8mA、12 mA、16 mA，電動(dòng)浮筒液位計(jì)應(yīng)顯示為25%、50%、75%。

（二）水校準(zhǔn)法

1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備。校準(zhǔn)前應(yīng)將電動(dòng)浮筒液位計(jì)進(jìn)行垂直固定，確保內(nèi)浮筒與地面自然垂直，對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)下法蘭進(jìn)行密封。浮筒液位計(jì)下部放空閥連接透明軟管，透明軟管出水口超過(guò)浮筒的上法蘭。直流電源連接到浮筒液位計(jì)的接線端子上，電流表串聯(lián)進(jìn)電源中。取浮筒液位計(jì)量程上限0、25%、50%、75%、100%為校準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的液面高度。

水校準(zhǔn)時(shí)液面上限高度按式（5）計(jì)算

（5）

式中：H水-—水校準(zhǔn)時(shí)液面上限高度mm

H—浮筒液位計(jì)實(shí)際測(cè)量高度mm

P實(shí)—水的密度值

p-水—該浮筒實(shí)際測(cè)量介質(zhì)密度

2.零位校準(zhǔn)。當(dāng)浮筒液位計(jì)內(nèi)無(wú)液面時(shí)，輸出信號(hào)為4mA，液位變送器顯示為0。

3.量程校準(zhǔn)。對(duì)電動(dòng)浮筒液位計(jì)內(nèi)緩慢注水，當(dāng)內(nèi)浮筒沒(méi)入水面1cm時(shí)，測(cè)量值應(yīng)有變化；緩慢注水，當(dāng)液位高度達(dá)到25%校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，停止注水，穩(wěn)定20s后，電流值應(yīng)為8mA，液位變送器應(yīng)顯示25%；緩慢注水，液面高度達(dá)到50%、75%、100%校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，停止注水，電流值依次應(yīng)為12mA、16mA、20mA，液位變送器應(yīng)顯示50%、75%、100%。

（三）在線校準(zhǔn)方法的開(kāi)展

電動(dòng)浮筒液位計(jì)在線校準(zhǔn)是利用現(xiàn)場(chǎng)的介質(zhì)，在運(yùn)行裝置上進(jìn)行校準(zhǔn)的行為。

1.零位校準(zhǔn)

2.量程校準(zhǔn)

3.示值跟蹤檢查

三、結(jié)論

電動(dòng)浮筒液位計(jì)是油田常用的液位測(cè)量?jī)x器，其校準(zhǔn)時(shí)間間隔一般推薦一年，使用單位也可根據(jù)電動(dòng)浮筒液位計(jì)及裝置的使用特點(diǎn)進(jìn)行制訂，依據(jù)自身情況選擇一種或數(shù)種校準(zhǔn)方法進(jìn)行，確保電動(dòng)浮筒液位計(jì)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗瑜主編.企業(yè)計(jì)量管理與監(jiān)督.北京.中國(guó)計(jì)量出版社，2005.

[2]朱振國(guó)等 原油浮球分離器液位浮球的校準(zhǔn)，2013.2