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。它采用先進的隔離型擴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的隔離型擴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、傳輸距離遠等優(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0.1%FS/年，在補償溫度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、限流保護電路，在安裝時正負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

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，需要定期進行清洗和維護。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)備的維護成本、能耗等。投入式液位計的維護成本相對較高，需要定期清洗探頭等；靜壓式液位計的維護成本相對較低，但在一些特殊工況下，其維護成本可能會增加。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)、安裝維護及成本效益等方面進行全面分析，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。