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投入式液位計與靜壓式液位計的選型要點分析

    摘要： 本文深入探討了投入式液位計與靜壓式液位計的選型要點。通過對工作原理、應(yīng)用場景、性能參數(shù)、安裝維護(hù)及成本效益等多方面的對比分析，為工業(yè)領(lǐng)域液位測量設(shè)備的選型提供了全面指導(dǎo)，助力企業(yè)實現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、可靠的液位監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：投入式液位計；靜壓式液位計；選型要點

引言

     在工業(yè)生產(chǎn)中，液位測量是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定和高效運行。投入式液位計與靜壓式液位計作為兩種常見的液位測量設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等眾多行業(yè)。正確選型合適的液位計，對于保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。本文將深入分析投入式液位計與靜壓式液位計的選型要點，為工業(yè)領(lǐng)域的液位測量設(shè)備選型提供參考。

一、工作原理分析

1.投入式液位計

       投入式液位計基于所測液體靜壓與該液體高度成正比的原理工作。它采用先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號（一般為4～20mA/1～5VDC）。當(dāng)液位變送器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓力公式為：P=ρgh+P?，式中P為變送器迎液面所受壓力；ρ為被測液體密度；g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?；P?為液面上大氣壓；h為變送器投入液體的深度。通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓P?與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的P?，使傳感器測得壓力為ρgh，通過測取壓力P，即可得到液位深度。

2.靜壓式液位計

      靜壓式液位計同樣是基于液體靜壓與高度成比例的原理工作。它通過測量液體對傳感器的靜壓力，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，從而確定液位的高度。其結(jié)構(gòu)上可分為投入式和側(cè)裝式兩種，投入式與投入式液位計工作原理相似，側(cè)裝式則是將傳感器安裝在容器側(cè)面，通過測量側(cè)面壓力來計算液位。靜壓式液位計也采用國外進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號。

二、應(yīng)用場景對比

1.  投入式液位計

     投入式液位計適用于各種液體，包括腐蝕性液體。在石油化工行業(yè)，可用于測量儲罐內(nèi)的油品液位；在制藥行業(yè)，可用于測量藥液儲罐的液位；在供排水系統(tǒng)，可用于測量水池、水箱的液位。其探頭可直接投入到液體中，安裝使用極為方便，特別適用于需要直接接觸液體進(jìn)行測量的場合。

2.靜壓式液位計

靜壓式液位計適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。側(cè)裝式靜壓式液位計在大型儲罐、反應(yīng)釜等設(shè)備的液位測量中應(yīng)用廣泛，不需要將探頭直接投入液體中，對于一些不便直接投入探頭的容器，如高溫、高壓容器，具有較好的適應(yīng)性。

三、性能參數(shù)考量

1.測量范圍

     投入式液位計和靜壓式液位計的量程范圍都較為廣泛，可根據(jù)實際需求選擇合適的量程。例如，靜壓式液位計的量程可達(dá)0—200米，能夠滿足不同深度液體的測量需求。在選擇時，需要根據(jù)被測液體的最大液位高度來確定合適的量程，以確保測量的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.測量精度

    投入式液位計和靜壓式液位計的精度等級有多種選擇，如0.5%FS、0.25%FS、0.1%FS等。精度越高，測量結(jié)果越準(zhǔn)確，但價格也相對較高。在一些對液位測量精度要求較高的場合，如化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜液位控制，需要選擇高精度的液位計；而在一些對精度要求不高的場合，如普通水池的液位監(jiān)測，可以選擇精度稍低的液位計，以降低成本。

3.輸出信號

     兩種液位計的輸出信號一般有4—20mA（2線制）、0—5V、0—10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號輸出方式，用戶可根據(jù)實際需求任選。4—20mA信號具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點，在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用較為廣泛。

4.穩(wěn)定性與可靠性

     投入式液位計和靜壓式液位計都具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。例如，靜壓式液位計的滿度、零位長期穩(wěn)定性可達(dá)0.1%FS/年，在補(bǔ)償溫度0—70℃范圍內(nèi)，溫度飄移低于0.1%FS，在整個允許工作溫度范圍內(nèi)低于0.3%FS。同時，它們都具有反向保護(hù)、限流保護(hù)電路，在安裝時正負(fù)極接反不會損壞變送器，異常時送器會自動限流在35mA以內(nèi)。

四、安裝與維護(hù)

1.安裝方式

    投入式液位計的安裝相對簡單，直接將探頭投入到液體中，變送器部分可用法蘭或支架固定。而靜壓式液位計的安裝方式則根據(jù)其類型有所不同，投入式與投入式液位計安裝方式類似，側(cè)裝式則需要將傳感器安裝在容器側(cè)面，安裝過程相對復(fù)雜一些，需要考慮到安裝位置、密封等問題。

2.維護(hù)難度

     投入式液位計由于探頭直接與液體接觸，可能會受到液體的腐蝕、污染等影響，需要定期進(jìn)行清洗和維護(hù)。靜壓式液位計的傳感器部分相對較為封閉，受到外界環(huán)境的影響較小，維護(hù)工作量相對較少。但在一些特殊工況下，如高溫、高壓環(huán)境，靜壓式液位計的維護(hù)也需要特別注意。

五、成本效益分析

1.購買成本

    投入式液位計和靜壓式液位計的價格因品牌、型號、精度等因素而異。一般來說，高精度的液位計價格相對較高。在選擇時，需要根據(jù)實際需求和預(yù)算進(jìn)行綜合考慮，選擇性價比高的產(chǎn)品。

2.運行成本

     運行成本主要包括設(shè)備的維護(hù)成本、能耗等。投入式液位計的維護(hù)成本相對較高，需要定期清洗探頭等；靜壓式液位計的維護(hù)成本相對較低，但在一些特殊工況下，其維護(hù)成本可能會增加。能耗方面，兩種液位計的功耗都較低，對運行成本的影響較小。

3.長期效益

     從長期效益來看，選擇合適的液位計能夠提高液位測量的準(zhǔn)確性和可靠性，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行，減少因液位測量不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的生產(chǎn)事故和質(zhì)量問題，從而降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

六、結(jié)論

     投入式液位計和靜壓式液位計各有其特點和優(yōu)勢，在選型時需要綜合考慮多種因素。要根據(jù)被測介質(zhì)的性質(zhì)、應(yīng)用場景、性能參數(shù)、安裝維護(hù)及成本效益等方面進(jìn)行全面分析，選擇適合的液位計類型和型號。同時，要選擇信譽(yù)度好、質(zhì)量可靠的制造廠家，確保設(shè)備的質(zhì)量和售后服務(wù)。只有正確選型合適的液位計，才能實現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、可靠的液位監(jiān)測，為工業(yè)生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定和高效運行提供有力保障。