浮式液位計實際上是液位計的種類，其典型應用是常見的浮式液位計，其應用范圍非常廣泛。 傳統的浮子液位計在各種粘滯介質的測量中都有所體現，但對于易揮發的結晶性介質和特殊粘滯介質，傳統的浮子液位計的使用會有所打折。 本文根據地下槽體液位測量環境實際情況，結合傳統浮標測量原理和結構特點，提出了一種具有高度、制作容易、環境適應度高、抗干擾性強、耐腐蝕能力強、維護方便等多方面優點的改進型浮標測量儀。 通過實際生產和使用，該改進型流液位計的測量效果基本上達到了初步的設計要求，在繼承傳統流液位計的優點的基礎上，通過結構改造，克服了傳統流液位計在水平測量過程中的局限性。 該方案不僅解決了地下槽液位測量過程中的常見問題，而且在石油化學等行業生產過程中使用地下槽液位計也提供了有益的設想。

0、引言:

在化工生產過程中，槽體一般作為載體用于液體反應介質的輸送和貯存，是生產技術的重要容器。 槽體內部的液面應始終處于理想的工作高度，槽體介質的液面高度成為工藝生產過程中應控制的重要參數。 實現地下槽體液位的快速準確測量對于過程控制過程至關重要[1] . 地下槽內環境非常復雜，各種因素影響液位的測量。 為了安全起見，液位的測量值通常作為工業生產中觸發安全儀表系統啟動的聯鎖條件[2]。 在工業生產中，充分分析現場測量條件和影響因素，選擇適合現場工藝測量條件的測量儀器，是工業儀表測量行業內共同努力的方向。

1 .研究背景:

工業生產中，對地下槽體、罐體的液位測量方式較多，測量設備多種多樣。 因此，選擇滿足具體情況條件的液位計特別重要。 目前常用的液位測量裝置根據測量原理分為接觸式和非接觸式。 接觸式液位測量裝置有人工檢測尺、浮動液位計等，非接觸式液位測量裝置有雷達液位計、放射能液位計、超聲波液位計等。 與接觸式液位測量裝置相比，非接觸式測量在技術含量和測量精度方面具有一定的優勢。 但是，由于使用成本高、使用環境惡劣等因素，非接觸式測量裝置在國內外市場并不普及。 根據市場統計，國內市場現在普遍使用人工尺寸和浮動液位計。 人工尺寸對人的操作技能要求高，客觀因素的影響大，在測量精度有限的嚴酷情況下，測量有很高的風險。 浮動液位計在使用中經常出現機械粘著、密度調節困難、維護復雜等現象。 因此，開發出具有維護方便、制作簡單、精度高等諸多優點的實用型浮標計，對實際工業生產測量具有深遠意義[3]。 因此，介紹了能夠測量地下槽體、罐體等設備液位的改良型浮標計。

在工業生產中，人們采用多種方法進行容器內液體的測定。 傳統的浮子液位計是常用的一種。 由于環境和狀況等的影響，傳統的浮動液位計在液位測量過程中有很大的局限性。 特別是在焦炭行業的地下槽體、罐體等雜質較多、情況復雜的環境下，傳統的浮標計是接觸式測量裝置，因此浮球附著在焦油等雜質上，浮球的密度增大，不能正常地懸浮在被測量介質的表面，因此會影響水平計的測量。 與此相比，非接觸式測量的雷達液位計具有優勢。 這避免了上述情況，而不會與被測介質接觸。 雷達波的傳播方向一定，回波受到被測槽體內部結構的限制。 對于結構復雜的槽體，雷達波在傳播中呈無序狀態，并影響液位測量的精度，無法有效地實現其功能。

2、傳統的浮動液位計:

2.1、構成結構:

現有的浮子液位計由浮球、驅動器、顯示系統構成，其結構如圖1所示。

圖1是現有浮子水平計的結構圖

利用浮球密度小且在被測量介質的界面上浮游的特征，將傳遞部件或浮球的位置傳遞至顯示系統的顯示系統以機器、電子、電磁、光學等不同形式顯示從傳遞部件傳遞來的浮球的位置信息。 根據其結構形式，浮子可分為杠桿式、平衡式、導向式、連桿式、連通管式。

2.2、工作方法:

傳統的浮子液位計是利用恒定浮力原理工作的液位計。 比被檢液體密度小的浮球受到浮力而浮游在被檢介質的表面，通過測量浮球的位置變化，反映被檢介質在罐體中的液位狀況。 現在浮標計劃分為磁浮計劃和浮標計劃兩類[5]。 磁浮液位計又稱磁反轉液位計，是設置在現場的顯示器。 其原理是，裝有磁鐵的浮子通過浮力在被測量介質的表面浮動時，隨著介質液面的變化，具有磁性的浮子也與液面一致地變化，通過磁極間的相互作用，兩色的磁性反轉柱反轉，顯示液位。 磁浮液位計是具有遠程傳輸功能的儀表。 其原理是，與傳感器等距離地安裝一定數量的電阻，當浮子到達某個位置時，通過測定使電阻兩側導通的輸出端的電阻信號值的大小，從而轉換該場所的液位，從振蕩器轉換為標準的4~20 m A電流信號，能夠顯示在中央控制室的計算機和二次儀表中

傳統浮標儀具有四大特點: (1)安全可靠、易燃、易爆的液體水平測定適用(2)不受各種外在因素的限制，適用于高粘度介質、有毒或無毒衛生型介質、腐蝕性介質的物位測定[6]。 (3)即時顯示直讀性，讀取直觀，清晰的(4)無需組合多組液位計，可以單獨運行實現測量功能，具有較強的單體全范圍測量功能[7]。

3、傳統浮液位計測量的干擾因素:

傳統的浮液位計是以一定浮力原理工作的水位測量儀，目前已廣泛應用于地下槽體的水位測量。 測量介質液面平穩時，浮球的作業環境良好，可在導管中順暢地上下移動，且可正確測量介質液面的高度，測量精度高。 在實際使用過程中出現了各種干擾因素，浮球失靈，影響測量精度[1] .

(1)介質溫度。

保管介質的環境溫度對被測定介質的形態帶來的影響很大。 溫度過低，地下槽內容易結晶的介質結晶。 結晶物附著在傳統浮標計的浮標表面，改變浮標的重量，使浮標不能正常懸浮在介質表面，影響液位的測量。 測量過程中，介質溫差對傳統浮標儀的測量偏差有一定影響[8] .

(二)機器故障。

從結構上看，傳統的浮動液位計常常使用機械帶輪或導線作為信號傳送的載波。 機械結構由于腐蝕、外力、浮球表面結晶停滯等原因引起機械故障。 如果不能立即消除機器故障，傳統的浮動液位計必然不能正常工作。

(3)液體紊亂。

地下槽內液體介質的攪拌、流入、流出會引起槽內的被測定介質的液面紊亂。 槽體液面的紊亂會導致傳統浮動液位計的浮動位置不穩定，無法讀取液位計的正確數值，對浮動液位計的正確測量有很大影響。

4 .改進措施:

對以上建議，影響傳統

通過分析流液位計測量精度因素的本質，提出了切實的改進措施。 根據傳統的浮水準儀結構，改進了測量機構、顯示機構、測量硬件等方面，避免了原有的影響因素，測量穩定，達到了較好的效果。

4.1、測量結構:

針對以上傳統浮標測量的干擾因素，對傳統浮標測量的某些結構采取了準確的改進措施，解決了干擾因素的問題。 改良型浮子液位計的結構如圖2所示。

圖2改良型浮子液位計的結構圖

改進型浮動液位計在傳統測量的基礎上增加了密封塊和上下孔，改變了測量棒和浮動球的接觸形式。 測量導管必須垂直于液面安裝。 浮球在測量導管的內部，其直徑與測量導管的直徑相同，材料由容器內被測介質的密度決定。 材料的密度必須小于介質的密度，使浮球浮在介質表面，隨著液位的增高，在浮力的作用下可以在測量管內部上下移動。 測量導管上下穿孔。 考慮到被測量介質內的雜質堵塞波導管下部的開孔位置，實際上能夠不影響測量導管的構造，增加下開孔部的環測量導管在同一平面上的開孔數。 在測量管上開孔，浮球上部和容器內上部的氣壓一致，測量管內外的液面相同。 測量指針固定在測量桿上，隨著測量桿的上下移動，根據刻度尺正確指示槽內的液位高度。

與以往的浮動水準儀相比，改良型浮動水準儀之所以有很大不同，是因為測量棒和浮動球是分開安裝的。 測深桿下方有喇叭口，浮球支撐喇叭口作用于測深桿。 測量棒是中空貫通棒體整體的部件。 浮球因介質的結晶或粘度大等原因附著在浮球上時，可以在上部用蒸汽或清水等適當的介質清洗浮球。 浮球材料由耐腐蝕性強的材料制成，密度小，應能夠在測量導管內浮游、上下移動。

改進型浮液位計部件簡單，安裝簡單，可靠，適用于封閉、半封閉及全開放式地下槽體的水平測量。 測量導管的安裝可有效防止介質紊流引起的內部液面變動，避免被測量介質液面變動引起的測量誤差。 安裝測量管道，減少浮球下接觸介質的面積，可有效避免晶體介質的揮發[9]。

4.2、安裝注意事項:

改進型浮動液位計在設置時應與槽體入口和泵出口保持安全距離，有效避免槽體內攪拌裝置，防止介質紊流干擾改進型浮動液位計[10] . 改良型雷達液位計的測量棒為中空結構，在測量封閉或半封閉槽的體液水平時，封閉測量棒的上部開口，防止槽內的介質從測量棒的中空部分溢出，影響槽體的氣密性。

浮球在測量管內移動時，如果管內部不平坦或測量管的安裝不垂直于被測量界面，則在浮球運動中會引起與罐壁的摩擦。 為了減小油箱壁的摩擦阻力，請務必將測量導管垂直安裝在被測量介質的液面上。

4.3、應用結果:

改進型浮標計在地下槽體液水平測量、測量誤差可縮小到±的0.5mm以內，測量過程安全穩定，測量數據高，數值可靠。 改進型浮式液位計有效補償了傳統浮式液位計測量過程中的不足，維護方便，成本低廉，測量穩定，為生產安全運行提供了強有力的保障。

5、結語:

現有的浮標計在實際應用過程中，由于被測介質的粘度高，介質的結晶化、設備的腐蝕引起的機械停滯等問題，測量結果的誤差大。 通過改進傳統的流液位計測量機構、顯示機構、測量硬件等，成功避免了這些影響因素，測量穩定，取得了較好的效果。 改進型浮標計設計簡單，操作簡單，維護方便，適合石油、焦炭、化工等行業地下槽體液水平測量，具有較高的推廣和實用價值。

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