UHZ系列高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)主要用于石油、化工、煉油、醫(yī)藥、食品、酒業(yè)、飲料等行業(yè)中各類儲(chǔ)液罐、分離罐、反應(yīng)罐、發(fā)酵罐內(nèi)液體、油品、液化氣、強(qiáng)酸堿液、弱酸堿液、發(fā)電廠鍋爐汽包、除氧器、疏水箱、回水箱、高低壓加熱器、凝結(jié)器、蒸發(fā)器及其他壓力容器內(nèi)與1Cr18Ni9Ti 、316L。1Cr18Ni9Ti+PTFE（內(nèi)襯聚四氟乙烯）及與PVC塑料相容的介質(zhì)的液位測(cè)量與顯示、多點(diǎn)液位開關(guān)輸出、電遠(yuǎn)傳（4～20mA、0～10mA DC）輸出。安裝形式有標(biāo)準(zhǔn)型、頂裝型、浮球液位計(jì)、保溫型、防霜型等供您選擇使用。工作原理及基本結(jié)構(gòu) UHZ 系列液位計(jì)是根據(jù)浮力和磁性原理，利用測(cè)量筒內(nèi)磁性浮子隨被測(cè)液面的升高或降低，通過(guò)磁場(chǎng)的吸引力，使測(cè)量筒外部顯示器上的雙色翻柱隨之翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了顯示被測(cè)液面位置的目的。磁翻板液位計(jì)以紅色來(lái)指示液體部分，以白色來(lái)指示無(wú)液或汽體部分，也可選擇白色表示液體部分紅色表示無(wú)液或汽體部分。
1 、研究背景：
工業(yè)生產(chǎn)中, 針對(duì)地下槽體、罐體的液位測(cè)量方式眾多, 測(cè)量設(shè)備多種多樣。因此, 選擇一種符合具體工況條件的液位計(jì)尤為重要。目前, 常用的液位測(cè)量裝置, 按測(cè)量原理可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式液位測(cè)量裝置有人工檢尺、高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)等, 非接觸式液位測(cè)量裝置有雷達(dá)液位計(jì)、核輻射液位計(jì)、超聲波液位計(jì)等。與接觸式液位測(cè)量裝置相比, 非接觸式測(cè)量在技術(shù)含量和測(cè)量精度上具有一定的優(yōu)勢(shì)。但由于受使用成本高和苛刻的使用環(huán)境等因素限制, 非接觸式測(cè)量裝置在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上還無(wú)法普及使用。根據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì), 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上目前普遍使用的是人工檢尺和高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)。人工檢尺對(duì)人的操作技能要求較高, 受客觀因素影響大, 測(cè)量精度有限;在惡劣工況下, 測(cè)量具有高風(fēng)險(xiǎn)。高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)機(jī)械卡滯、密度調(diào)節(jié)困難、維修復(fù)雜等現(xiàn)象。因此, 研制出一套具備維護(hù)方便、制作簡(jiǎn)單、精度高等多種優(yōu)勢(shì)的實(shí)用型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì), 對(duì)于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量有著深遠(yuǎn)的意義。為此, 本文介紹了一種改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì), 可用于測(cè)量地下槽體、罐體等設(shè)備的液位。
工業(yè)生產(chǎn)中, 人們通常運(yùn)用多種方法來(lái)進(jìn)行容器內(nèi)液體的物位測(cè)量。傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)就是常用的一種。由于環(huán)境和工況等因素的影響, 傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)在液位測(cè)量過(guò)程中存在很大的局限性。特別是在焦化行業(yè)中的地下槽體、罐體等雜質(zhì)較多、工況復(fù)雜的環(huán)境中, 由于傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)為接觸式測(cè)量裝置, 其浮球會(huì)被粘上焦油等雜質(zhì), 導(dǎo)致浮球密度增大, 不能正常地浮在被測(cè)介質(zhì)表面, 從而影響液位計(jì)的測(cè)量。與之相比, 非接觸式測(cè)量的雷達(dá)液位計(jì)則優(yōu)勢(shì)明顯。其不接觸被測(cè)量介質(zhì), 避免了上述情況的出現(xiàn)。雷達(dá)波的傳輸方向一定, 回波受被測(cè)量槽體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)限制。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的槽體, 雷達(dá)波在傳播過(guò)程中呈無(wú)序狀態(tài), 進(jìn)而影響液位測(cè)量的精度, 不能有效實(shí)現(xiàn)其功能。
2 、傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì):
2.1 、組成結(jié)構(gòu):
傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)由浮球、傳動(dòng)部件、顯示系統(tǒng)組成, 其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

利用浮球密度小、漂浮在被測(cè)介質(zhì)界面之上的特征, 傳動(dòng)部件將浮球的位置傳遞到顯示系統(tǒng);顯示系統(tǒng)將傳動(dòng)部件傳遞的浮球位置信息通過(guò)機(jī)械、電子、電磁、光學(xué)等不同形式顯示。按其結(jié)構(gòu)形式, 浮子可分為杠桿式、平衡式、導(dǎo)桿式、連桿式、連通管式。
2.2 、工作方式：
傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)是利用恒浮力原理工作的液位測(cè)量?jī)x器。密度比被測(cè)液體小的浮球, 受到浮力的作用漂浮在被測(cè)介質(zhì)表面, 通過(guò)測(cè)量浮球的位置變化反映被測(cè)介質(zhì)在罐體中的液位情況。目前, 高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)分為磁性高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)和浮球高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)兩類。磁性高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)也稱為磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì), 是安裝于現(xiàn)場(chǎng)的顯示儀表。其原理為:裝有永久磁鐵的浮子依靠浮力漂浮在被測(cè)介質(zhì)表面時(shí), 隨著介質(zhì)液面的變化, 擁有磁性的浮子也與液面發(fā)生一致變化, 并通過(guò)磁*間相互作用使雙色磁翻柱發(fā)生翻轉(zhuǎn), 進(jìn)而顯示液位。磁性高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)則是一種具有遠(yuǎn)傳功能的測(cè)量?jī)x表。其原理為:在傳感器中等距離安裝一定數(shù)量的電阻, 當(dāng)浮球到達(dá)某一位置時(shí)就會(huì)將電阻兩側(cè)接通;通過(guò)測(cè)量輸出端的電阻信號(hào)值的大小, 即可換算出該處液位, 然后再由變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4~20 m A電流信號(hào), 并被遠(yuǎn)傳至中央控制室計(jì)算機(jī)或二次儀表顯示。
傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)具有四個(gè)特點(diǎn): (1) 安全可靠, 適用于易燃、易爆液體液位測(cè)量; (2) 不受多種外界因素的限制, 適用于黏度大的介質(zhì)、有毒或無(wú)毒衛(wèi)生型介質(zhì)、有腐蝕性介質(zhì)的物位測(cè)量; (3) 具有就地顯示直讀性, 讀數(shù)直觀, 清晰明了; (4) 無(wú)需多組液位計(jì)組合, 單機(jī)運(yùn)行即可實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能, 具有較強(qiáng)的單體全量程測(cè)量功能。
3 、傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)測(cè)量的干擾因素：
傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)是一種采用恒浮力原理工作的液位測(cè)量?jī)x表, 目前被廣泛應(yīng)用于地下槽體的液位測(cè)量。當(dāng)被測(cè)量介質(zhì)液面平靜時(shí), 浮球工作環(huán)境比較好, 在導(dǎo)管中可以平穩(wěn)地上下運(yùn)動(dòng), 且能準(zhǔn)確測(cè)量出介質(zhì)液面高度, 測(cè)量精度高。實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的干擾因素, 使浮球不能正常工作, 影響測(cè)量精度。
(1) 介質(zhì)溫度。
介質(zhì)存放的環(huán)境溫度對(duì)被測(cè)介質(zhì)形態(tài)的影響很大。如果溫度太低, 會(huì)造成地下槽體內(nèi)易結(jié)晶的介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶物附著在傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)的浮球表面, 改變了浮球的重量, 使浮球不能正常地漂浮在介質(zhì)表面, 從而影響液位測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中, 介質(zhì)的不同溫差對(duì)傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)的測(cè)量偏差有著一定的影響。
(2) 機(jī)械故障。
從結(jié)構(gòu)上看, 傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)大多使用機(jī)械滑輪和鋼絲作為信號(hào)傳遞的載體。機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)因腐蝕、外力、浮球表面結(jié)晶卡滯等原因引起機(jī)械故障。若機(jī)械故障不能及時(shí)排除, 必然會(huì)造成傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)不能正常工作。
(3) 液體的擾動(dòng)。
地下槽體內(nèi)液體介質(zhì)的攪拌、流入、流出均會(huì)造成槽內(nèi)被測(cè)介質(zhì)液面的擾動(dòng)。槽體液面的擾動(dòng)會(huì)引起傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)的浮球位置不穩(wěn)定, 造成無(wú)法讀取液位計(jì)的準(zhǔn)確數(shù)值, 嚴(yán)重影響浮球液位計(jì)的正確測(cè)量。
4、改進(jìn)措施：
對(duì)于以上提出的、影響傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素, 通過(guò)分析其本質(zhì), 提出具有針對(duì)性的改進(jìn)措施。在傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上, 對(duì)測(cè)量機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)和測(cè)量硬件等方面進(jìn)行改進(jìn), 以規(guī)避原有的影響因素, 達(dá)到測(cè)量穩(wěn)定、精確度高的效果。
4.1、測(cè)量結(jié)構(gòu)：
針對(duì)以上傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)測(cè)量的干擾因素, 對(duì)傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)的部分測(cè)量結(jié)構(gòu)采取了針對(duì)性的改進(jìn)措施, 解決干擾因素問(wèn)題。改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)在原來(lái)的測(cè)量基礎(chǔ)上增加了密封塊和上、下開孔, 并改變了測(cè)量桿和浮球的接觸形式。測(cè)量導(dǎo)管必須垂直于液面安裝。浮球處于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)部, 其直徑與測(cè)量導(dǎo)管直徑相同, 材料視容器內(nèi)被測(cè)介質(zhì)密度而定。材料密度應(yīng)小于介質(zhì)密度, 使浮球漂浮在介質(zhì)表面, 且可以隨著液位的升高, 在浮力的作用下于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)部上下移動(dòng)。測(cè)量導(dǎo)管上下均開設(shè)一開孔。考慮到被測(cè)介質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)堵塞導(dǎo)波管下部開孔位置, 可根據(jù)實(shí)際, 在不影響測(cè)量導(dǎo)管結(jié)構(gòu)安全的情況下, 增加下開孔處環(huán)測(cè)量導(dǎo)管同一平面上的開孔數(shù)量。在測(cè)量導(dǎo)管上開孔, 可使浮球上部與容器內(nèi)上部氣壓一致, 從而保證測(cè)量管內(nèi)外液面相同。測(cè)量指針固定在測(cè)量桿上, 隨測(cè)量桿上下移動(dòng), 與刻度尺配合準(zhǔn)確指示槽體內(nèi)液位高度。
與傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)相比, 改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)*大的不同就是測(cè)量桿和浮球分離安裝。測(cè)量桿下方是一個(gè)喇叭口, 浮球上浮頂住喇叭口, 從而作用于測(cè)量桿。測(cè)量桿為一個(gè)中空貫穿整個(gè)桿體。若浮球因介質(zhì)結(jié)晶或者黏度大等原因附著在浮球上, 可在頂部采用蒸氣或清水等合適的介質(zhì)對(duì)浮球進(jìn)行清洗。浮球材料用耐腐蝕性較強(qiáng)的材料制成, 還要保證其密度較小, 使其在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)可以漂浮、上下移動(dòng)。
改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)零部件簡(jiǎn)單, 安裝便捷、可靠, 適用于封閉、半封閉以及全開放式地下槽體的液位測(cè)量。測(cè)量導(dǎo)管的安裝可以有效防止介質(zhì)湍流引起的內(nèi)部液面波動(dòng), 避免了被測(cè)介質(zhì)液面波動(dòng)引起的測(cè)量誤差。加裝測(cè)量導(dǎo)管, 減小了浮球下方接觸介質(zhì)的面積, 可有效避免結(jié)晶介質(zhì)的揮發(fā)。
4.2、 安裝注意事項(xiàng)：
改進(jìn)型浮球液位計(jì)在安裝時(shí), 要與槽體入口和泵出口保持安全距離, 并有效避開槽體內(nèi)的攪拌裝置, 從而防止介質(zhì)湍流對(duì)改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)的干擾。改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量桿為中空結(jié)構(gòu), 測(cè)量封閉或半封閉槽體液位時(shí), 應(yīng)將測(cè)量桿頂部開口進(jìn)行封堵, 防止槽體內(nèi)介質(zhì)蒸發(fā)從測(cè)量桿中空部分溢出, 影響槽體氣密性。
浮球在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí), 管道內(nèi)部不平整或測(cè)量導(dǎo)管安裝不垂直于被測(cè)界面, 均會(huì)造成浮球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其與罐壁之間的摩擦。為減小罐壁摩擦帶來(lái)的阻力, 測(cè)量導(dǎo)管在安裝時(shí)一定要垂直于被測(cè)介質(zhì)液面。
4.3、應(yīng)用結(jié)果：
改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)被用于地下槽體液位的精確測(cè)量、測(cè)量誤差可以縮小至±0.5mm以內(nèi), 測(cè)量過(guò)程安全穩(wěn)定, 測(cè)量數(shù)據(jù)精確度高、數(shù)值可靠。改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)在測(cè)量過(guò)程中的不足, 維護(hù)方便、成本低廉、測(cè)量穩(wěn)定, 為生產(chǎn)的安全運(yùn)行提供了有力的保障。
5、結(jié)束語(yǔ)：
傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)在實(shí)際使用過(guò)程中, 由于被測(cè)介質(zhì)黏度大、介質(zhì)結(jié)晶、設(shè)備腐蝕造成的機(jī)械卡滯等問(wèn)題, 測(cè)量結(jié)果誤差很大。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)測(cè)量機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、測(cè)量硬件等方面的改進(jìn), 成功規(guī)避了以上影響因素, 達(dá)到測(cè)量穩(wěn)定、精確度高的效果。改進(jìn)型高溫導(dǎo)熱油液位計(jì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于操作、維護(hù)方便, 適用于石油、焦化、化工等行業(yè)的地下槽體液位測(cè)量, 具有很高的推廣和實(shí)用價(jià)值。