静压式液位测量推荐.docVIP

静压式液位测量 根据流体静力学原理，静止液体内某一点的静压力与其所在位置的深度有关，因此可以用静压力表示液位，如连通器式、压差式和压力式等。 一、连通器式液位测量 连通器式液位测量是最简单的液位测量技术，根据连通器的原理，使用玻璃管直观地显示液位，但主要用于无压或低压力容器的液位测量。为了适应高压、腐蚀、远传等要求和便于读数，其变形结构有玻璃板式、云母片式、双色式、电接点式等。其中玻璃板式可用于中低压锅炉汽包水位的测量，云母式液位测量可用于高压锅炉的汽包水位测量。其具有较强的抗腐蚀性。但是上面两种液位测量的观察比较很困难的，所以人们又将二者的结构改进，辅以光学系统，观测者看到的汽水分界面是红绿两色的分界面，非常清晰，并且有利于用电视等方式远传，这就是双色水位测量。另有磁翻转双色液位计是以磁性浮子为感测元件，并通过磁性浮子与显示色柱中的磁性体的磁耦合作用，反映被测液位或界面的测量仪表。下面以电厂中的电接点为例对其原理进行简单介绍。 1、电接点水位测量 电接点水位测量是利用与受压容器相连通的测量筒上的电接点浸没在水中与裸露在蒸汽中的电导率的差异，通过指示灯来显示液位的。 电接点水位传感器如图所示，它是一个带有若干个电接点的连通容器（测量筒壳）。连通容器的长度按水位测量范围决定，其直径主要考虑接点数目（保证开孔后有足够的强度）；电接点通过绝缘子与连通容器金属壁绝缘，其数目应以满足运行中监视水位的要求确定，目前多为15个、17个和19个。接点之间在高度上的间距不是均匀的，在正常水位附近要密一些。电接点要能在高温高压下正常工作，温度剧变时不泄露，耐腐蚀，与筒壳有很好的绝缘。常用超纯氧化铝（用于高压炉）和聚四氟乙烯（用于中压炉）作绝缘材料。 电接点水位测量的原理：连通容器通过汽水连通管将容器内的重力水位信号引出，未被水淹没的电接点因蒸汽电导率小而使所在电路处于高电阻（相当于开关断开），与它们相连的显示器不亮；被水淹没的电接点因水具有较大电导率而使所在电路处于低电阻（相当于开关闭合），与它们相连的显示器发亮，因此被水接通的电接点位置可表示水位。显示电接点已被接通（即水位位置）的方法很多，最简单的如灯泡亮，也有用带放大器的发光二极管等。 电接点水位传感器的特点是： ①传感器输出的是电信号，便于远传，避免使用导压管，可减小测量的迟延。 ②传感器没有机械传动所产生的变差和刻度误差，简化了仪表的检修和调校。 ③电接点水位传感器的输出信号变化带有阶跃性，接点之间的水位变化不能反映，有盲区，虽经合理布置接点能有所改善，但始终不是一个连续变化信号，不宜用作自动调节信号。 电接点水位传感器主要用于中温中压、高温高压锅炉汽包水位的监视与控制，也适用于高、低压加热器、除氧器、凝汽器以及水箱等水位的测量。 2、存在的问题 连通器式液位传感器存在以下问题： （1）当液位测量传感器与被测容器的液体温度有差别时，液位传感器显示的液位不同于容器中的液位，此误差还会随着容器内压力的改变而变化。为了减少和消除该项误差，常采用保温、加热、校正等手段。当用于测量汽包水位时，因散热使水位传感器中水温低于饱和温度，因而水密度大于饱和水的密度，这就造成了显示的水位低于汽包内的实际水位。如果要校正必须知道水位传感器中水的平均密度，但该密度与当时的压力和水温、散热情况有关，所以不易确定。电厂运行中总结的经验为，在额定工况时，对中压炉，实际水位应在水位传感器显示水位的基础上加～，高压炉则加～。具体值取大些还是取小些，要看水位传感器的保温情况等条件。 （2）所有连通器式液位传感器都会因散热引起误差。减少的办法是适当加粗汽侧和水侧的连通导管，筒壳顶部不保温，增加凝结水量，筒壳其余部分保温以减少散热。当然也可以加蒸汽加热套。 二、压力式液位测量（敞口容器） 压力式物位测量是基于液位高度变化时，由液柱产生的静压也随之变化的原理。如图所示，代表实际液面，代表零液位，代表液柱高度，根据流体静力学原理可知，、两点的压力差为： 其中，——容器中点的静压，也即液面上方气体的压力；当被测对象为敞口容器，则为大气压力；——容器中点的静压，即点的绝对压力；——容器中点和点的压力差，即点的表压力。 由式可知，当被测液体密度为已知时，、两点的压力差，即点的表压力与液位高度成正比，这样就把液位的测量转化为压力的测量。 由于被测对象为敞口容器，可以直接用压力仪表对液位进行测量。方法是将压力表通过引压导管与容器底侧零液位相连，压力指示值与液位高度满足上式关系。 应注意的是，压力仪表实际指示的压力是液面至压力仪表入口之间的静压力，当压力仪表与取压点（零液位）不在同一水平位置时，应对其位置高度差而引起的固定压力进行修正，否则仪表指示值不能直接计算得到液位。 上述所介绍的是就地式压力液位测量方法。此外，还可以利用静压式液位传