液位計

液位計是化工廠十分常見的儀表，掌握了各種液位計的工作原理、應用特點及常見故障的維護方法，能夠使測量更加精準，同時也能使液位計使用的壽命更長。

超聲波液位計

工作原理

超聲波液位計是由一個完整的超聲波傳感器和控制電路組成。

超聲波液位計垂直安裝在液體的表面，它向液面發(fā)出一個超聲波脈沖，經過一段時間，超聲波液位計的傳感器接收到從液面反射回的信號。

信號經過變送器電路的選擇和處理，根據超聲波液位計發(fā)出和接收超聲波的時間差，計算出液面到傳感器的距離。

應用場合及特點

通常應用于溫度在-40℃～100℃之間、壓力在3Bar以下的場所。    

在常溫、常壓的情況下，選擇超聲波物位計測量液體液位是最佳的選擇，具有工作可靠、安裝簡便、使用周期長、免維護的特點，并具有相對的價格優(yōu)勢。

由于超聲波物位計在測量物位時，與被測介質不接觸，同時為全密閉防腐結構，因此對于粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測量，效果最佳。 

但超聲波液位計測試容易有盲區(qū)，且不可以測量壓力容器，不能測量易揮發(fā)性介質。

常見故障及解決方法

故障現象

采取措施

超聲波液位計不顯示或不工作

檢查DC24V或AC220V正確否。

檢查接線是否正確。

出現滿量程或者任意數據

安裝的時候就要考慮盲區(qū)的高度，安裝好之后探頭離最高水位之間的距離必須大于盲區(qū)。

無信號或者數據波動厲害

選用更大量程的超聲波液位計。

液體無粘性，可不換液位計，安裝導波管，把超聲波液位計探頭放在導波管內測量液位計高度，因為導波管內的液面基本是平穩(wěn)的。

超聲波液位計必須可靠接地，屏蔽電磁干擾。

對于有安裝口的容器或探頭置于圓管內

5m量程超聲波液位計容器法蘭接管長度應小于400mm。

10m量程超聲波液位計容器接管長度應小于150mm。

15m量程超聲波液位計探頭應從安裝口內伸出。

雷達液位計

工作原理

雷達液位計是基于時間行程原理的測量儀表，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號。

探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式探頭傳播，當脈沖遇到物料表面時反射回來被儀表內的接收器接收，并將距離信號轉化為物位信號。

應用場合及特點

優(yōu)點:

雷達液位計是非接觸式測量或TDR導波式測量；雷達液位計應用電磁脈沖進行快速測量，精度高，抗干擾能力強；耐腐蝕（探頭大多采用316不銹鋼或PVDP等材料）；耐壓高；耐溫高。

應用場合：

雷達液位計最大的特點是在惡劣條件下功效顯著，無論是有毒介質，還是腐蝕性介質，也無論是固體、液體還是粉塵性、漿狀介質，它都可以進行測量。

常見故障及解決方法

故障現象

采取措施

液位、輸出百分數與回路值波動

重新組態(tài)探頭長度和偏差

依靠其他設備確認準確液位

調整阻尼系數

重新組態(tài)回路值

不論液位高低，輸出為同一數值

確認探頭長度

調整偏置值，已達到精確數值

無液位信號

檢查介質介電常數

可能有介質在探頭上搭橋

介電常數選擇不正確

液位在頂部過渡區(qū)，組態(tài)時沒有設置

線路板或16針連接器工作不正常

探頭長度組態(tài)

輸出或最大，或最小，不精確

介質不純，如油帶水

介質或雜物在探頭上搭橋

導波桿堵塞

有泡沫或粘稠物

鋼帶液位計

工作原理

當液位改變時，原有的力學平衡在浮子受浮力的擾動下，將通過鋼帶的移動達到新的平衡。

液位檢測裝置（浮子）根據液位的情況帶動鋼帶移動，位移傳動系統(tǒng)通過鋼帶的移動策動傳動銷轉動，進而作用于計數器來顯示液位的情況。

應用場合及特點

優(yōu)點：

實用性強、測量范圍大、精度高、性能穩(wěn)定、使用壽命長、便于維護。

適用場合：

適用于石油化工中酸性、堿性、腐蝕性或高粘度介質液位的測量。

常見故障及解決方法

故障現象

采取措施

液位變化，表頭內計數器不動

鏈輪與顯示部分軸松動，重新緊固。        

顯示部分齒輪磨損，更換齒輪組件。

  活動部分被凍住,應采取防凍措施。    

計數器是否損壞，如損壞更換計數器。

鋼帶斷裂

可用氫弧焊焊接。

在鋼帶上打孔,用鉚釘鉚住。

更換鋼帶。

精度降低

在鋼帶打孔時，孔距預留一定余量加以補償，但其測量精度最高僅達4-5mm。

采用微處理器自動進行各種補償，其精度可達±1mm。

讀數有誤差

計數器連接軸松動，取下表蓋，把連接軸固定螺釘擰緊。

鋼帶打結或扭曲，打開表頭后蓋，抽出鋼帶檢查。

導向鋼絲與浮子有摩擦，重新裝配。

鋼帶越出滑輪槽或鏈輪嚙合不好，加以矯正。

恒力盤簧剛度不足,需要更換。

差壓式液位計

工作原理

對密閉貯槽或反應罐，設底部壓力為P，液面上的壓力為PS，液位高度為H，則有:

P=P3+Hpg

式中：p為介質密度，g為重力加速度。

△P=P-P3=Hpg 

通常被測介質的密度是已知的，壓差△P與液位高度H成正比，測出壓差就知道被測液位高度。

當被測容器敞口時，氣相壓力為大氣壓。差壓計的負壓室通大氣即可，此時也可用壓力計來測量液位;若容器是密閉的，則需將差壓計的負壓室與容器的氣相相連接。

應用場合及特點

優(yōu)點：

差壓式液位測量無機械磨損，工作可靠，質量穩(wěn)定，壽命長，結構簡單，安裝方便，便于操作維護，體積小適合大多數常溫常壓的場合。 

缺點：

由于原理限制這種液位計是先測出壓力再轉化為液位，精度不是很高，當容器內有蒸汽時會在負相引壓管內冷凝成液體，造成嚴重測量誤差，需要在引壓管裝儲液罐，定期進行人工排液；

天氣寒冷時引壓管內的液體容易凝固，需要進行伴熱保溫， 投用時麻煩，須在變送器引壓管中注滿水或等水蒸汽凝結充滿引壓管后才能準確投用。

應用場合：

適用于石油、化工、電力、輕工及醫(yī)藥等行業(yè)儲罐介質液位的測量，一種被廣泛使用的液位計。

使用限制：

密度和溫度變化比較大工況的儲罐，精度很受到很大影響，如果有積垢或結晶，那么垢或結晶附著在變送器模塊上，變送器就靈敏非常低了，而且要求測量介質純凈。

常見故障及解決辦法

故障現象

采取措施

無指示

信號線脫落或電源故障，重新接線或處理電源故障。

安全柵壞，更換安全柵。

電路板損壞，更換電路板或變送器。 

指示為最大（最�。�

低壓側（高壓側）膜片、毛細管壞，或封入液泄漏，更換儀表。

低壓側（高壓側）引壓閥沒打開，打開引壓閥。

低壓側（高壓側）引壓閥堵，清理雜物或更換引壓閥。

指示為偏大（偏�。�

低壓側（高壓側）放空堵頭漏或引壓閥沒全開，緊固放空堵頭，打開引壓閥。

儀表未校準，重新校對儀表。

指示值無變化 

電路板損壞，更換電路板。

高、低壓側膜片或毛細管同時損壞，更換儀表。

電容式液位計

工作原理

電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。一根金屬棒插入盛液容器內，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質即為液體及其上面的氣體。

由于液體的介電常數ε1和液面上的介電常數ε2不同，電容式液位計可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。

應用場合及特點

優(yōu)點：

電容液位計體積小，容易實現遠傳和調節(jié)。

缺點：

電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確，被測液體的介電常數不穩(wěn)定會引起誤差。

應用場合：

可安裝在環(huán)境極為惡劣的現場，特別適用于高溫、振動、腐蝕、危險及需要遠方設定等場合。

常見故障及解決辦法

故障現象

采取措施

指示最大值

電極（電容線）斷路，更換電極（電容線）

指示最小值

電極（電容線）短路，更換電極（電容線）

指示值波動

首先考慮是否液位出現波動，若不是液位波動，考慮干擾的影響以及接地是否良好，附近是否有干擾源，是否有電氣焊進行作業(yè)，是否有大型電氣設備的影響。

無電流輸出

應檢查信號處理器“+”，“-引出線是否松動，脫落，儀表指示表頭固定螺紋及固定柱是否松有動，接觸不良。

磁翻板液位計 

工作原理

根據浮力原理和磁性耦合作用研發(fā)而成，當被測容器中的液位升降時，浮子內的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示面板，使紅白翻柱翻轉180°。

當液位上升時翻柱由白色轉為紅色，當液位下降時翻柱由紅色轉為白色，面板上紅白交界處為容器內液位的實際高度，從而實現液位顯示。

應用場合及特點

特點：

液體介質與指示器完全隔離，在任何情況下都非常安全、可靠、耐用，而且各種型號的液位計配上液位報警、控制開關，可實現液位或界位的上、下限越位報警，控制或連鎖。

翻板容易卡死，造成無法遠傳指示。磁性材料如退磁易導致液位計不能正常工作。

應用場合：

適用于石油、化工等工業(yè)中低溫到高溫、真空到高壓等各種環(huán)境。

常見故障及解決辦法

故障現象

采取措施

實際液位變化，但顯示板上的翻柱指示液位固定不變。

浮子被異物卡在主體管中；浮子過壓或受撞擊變形卡住。 打開主體管法蘭，取出浮子清洗或更換。

液位上下波動，有時候突然升高，然后恢復正常

介質有氣泡上升沖擊浮子，需解決氣泡問題或更換合適儀表選型。

顯示板顯示液位與實際值之間存在著固定差值

浮子裝反，顯示板松動移位，或介質密度與訂貨不符，需重新正確安裝浮子，重新按照上下接管位置固定顯示板，更換合適密度浮子。

出現個別小磁珠不翻轉

翻柱轉軸有雜物阻礙或磁珠消磁，需取出磁珠清理檢查或更換磁珠。

浮球液位計 

工作原理

帶有磁體的浮球在被測介質中的位置受浮力作用影響：液位的變化導致磁性浮子位置的變化。

浮球中的磁體和傳感器作用，使串連入電路的元件的數量發(fā)生變化，進而使儀表電路系統(tǒng)的電學量發(fā)生改變。通過檢測電學量的變化來反映容器內液位的情況。 

應用場合及特點

特點：

浮球式液位計結構簡單，調試方便，可靠性好，精度高等。

應用場合：

浮球液位計可適用于高溫、高壓、粘稠、臟污介質、瀝青、含臘等油品以及易燃、易爆、腐蝕性等介質的液位(界位)的連續(xù)測量。

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常見故障及解決辦法

故障現象

采取措施

浮子上下挪動不夠靈敏

由于液位計裝置不當惹起的，上下法蘭的中心應在一條線上，應與程度面垂直 。

浮子在某一位置呈現 “吸住”現象

是液位計穿過鋼制平臺時，與鋼板間隔過近產生的。此間距在100㎜左右即能保證對磁性浮子不產生影響。

輸出信號產生頻繁擾動或有干擾脈沖

檢查信號電纜屏蔽層能否牢靠接地，還可用信號隔離器來處理。

浮子難以浮起且浮子挪動不靈敏的狀況

是由于磁性浮子上沾有鐵屑或其他污物形成的�？上扰趴战橘|，再取出浮子，消弭磁性浮子上沾有的鐵屑或其他污物即可。