基于浮力原理而生產(chǎn)的液位計(jì)有很多種類型，如浮筒液位計(jì)，磁翻板液位計(jì)，浮球液位計(jì)，本文這里所講的浮筒液位計(jì)是一種靜壓變浮力式儀表，測量精度高、性能可靠、長期穩(wěn)定性好、使用方便，可用于生產(chǎn)過程中的液位、界位及密度的測量和控制，在石油化工領(lǐng)域得到了越來越**的應(yīng)用。但是在使用過程中，不可避免的會(huì)存在各種因素引起的誤差，它對(duì)儀表及生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和精確度都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。文章簡要闡述了浮筒液位計(jì)的測量原理，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對(duì)其測量誤差的來源作了較詳細(xì)的分析，針對(duì)各種誤差的特性，指出了它們的影響方式、范圍及程度，并提出相應(yīng)的消除或抑制方法。
　　1 測量原理
　　浮筒式液位計(jì)應(yīng)用阿基米德浮力定律——浸在液體（或氣體）里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力，公式為：F浮=G排=ρ液×g×V排。
　　1.1 以Fisher浮筒液位計(jì)為代表的位移平衡式液位計(jì)
　　此類液位計(jì)由浮筒室、浮筒（內(nèi)筒）、扭力管系統(tǒng)及顯示單元等部分組成，液位變化引起浮力變化作用到與扭力管連接的浮筒上，由扭力管系統(tǒng)將浮筒的位移變化轉(zhuǎn)化為霍爾電勢(shì)的變化，再經(jīng)相應(yīng)的顯示單元進(jìn)行顯示。


　　1.2 以浮筒液位計(jì)為代表的帶差動(dòng)變壓器式液位計(jì)
　　此類液位計(jì)將扭力管系統(tǒng)更換為LVDT，即線性可變差動(dòng)變壓器，液位變化引起浮力變化作用到量程彈簧懸掛的浮筒上，從而并帶動(dòng)LVDT的檢測芯做線性垂直運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，再經(jīng)相應(yīng)的顯示單元進(jìn)行顯示。
　　1.3 力平衡式浮筒液位計(jì)
　　由于力平衡式浮筒液位計(jì)與單元組合儀表配合使用，所以隨著單元組合儀表逐漸被新型智能儀表代替，其應(yīng)用越來越少，本文不做詳細(xì)介紹。
　　2 誤差來源分析及處理方法
　　2.1 浮筒液位計(jì)的精度等級(jí)及誤差限
　　儀表的精度等級(jí)按大允許引用誤差劃分，浮筒液位計(jì)的常見精度等級(jí)有：0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)和2.5級(jí)，對(duì)應(yīng)基本誤差限為±0.5%、±1.0%、±1.5% 和 ±2.5%。
　　2.2 浮筒液位計(jì)設(shè)備本身原因造成的誤差
　　2.2.1 傳感系統(tǒng)
　　浮筒液位計(jì)傳感系統(tǒng)包括浮筒（內(nèi)筒）及浮筒室，對(duì)于同種型號(hào)的浮筒液位計(jì)，不同量程的浮筒所受的大浮力基本是一個(gè)定值。浮筒長度、外徑和壁厚之間的關(guān)系如下：
　　式中D-浮筒外徑；d-浮筒內(nèi)徑；L-浮筒長度。
　　可見浮筒長度、內(nèi)徑、外徑和壁厚的變化都會(huì)影響液位計(jì)的正常使用，產(chǎn)生誤差。消除此類誤差好的方法是在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)工藝條件選擇合適的型號(hào)，安裝之前仔細(xì)檢查，認(rèn)真做好單校工作，保證儀表大基本誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。
　　2.2.2 變送系統(tǒng)
　　2.3 測量及控制回路中其他環(huán)節(jié)造成的誤差：
　　2.3.1 信號(hào)線路的耦合干擾
　　信號(hào)在傳輸過程中很容量受到干擾，導(dǎo)致所傳輸?shù)男盘?hào)發(fā)生畸變或失真，比如：傳輸線周圍空間電磁場對(duì)傳輸線的電磁感應(yīng)干擾、通過線間分布電容和互感而形成的線間干擾等。
　　2.3.2 接地系統(tǒng)干擾
　　當(dāng)多條儀表回路公用一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，若接地電阻過大或產(chǎn)生浮空地都會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾。
　　2.4 生產(chǎn)過程中誤差分析
　　2.4.1 浮筒脫落
　　由公式F=G筒-F浮，可知扭力管所受扭力F=0，此時(shí)浮筒液位計(jì)指示為大，與實(shí)際嚴(yán)重不符。
　　2.4.2 浮筒破裂
　　浮筒破裂時(shí)，F(xiàn)浮逐漸減小，則由F=G筒-F浮可知扭力管所受扭力逐漸增大，浮筒液位計(jì)指示逐漸減小，終指示小。需要及時(shí)修復(fù)或更換浮筒。
　　2.4.3 雜質(zhì)附著于浮筒上
　　在加氫裂化裝置冷高分界位一般設(shè)計(jì)為兩臺(tái)浮筒液位計(jì)，輕組分為冷高分油，重組分為含硫污水，但由于介質(zhì)中含硫固體微粒雜質(zhì)較多，很容易附著在浮筒上，由F浮=G排=ρ液×g×V排可知：
　　ρ雜>ρ液時(shí)，G雜>G排，扭力F=G筒-F浮將增大，浮筒指示偏小；
　　ρ雜=ρ液時(shí)，G雜=G排，扭力F=G筒-F浮將不變，浮筒指示不變；
　　ρ雜<ρ液時(shí)，G雜　　此時(shí)，如果未及時(shí)對(duì)雜質(zhì)加以清理，一段時(shí)間以后浮筒將出現(xiàn)掛壁現(xiàn)象，浮筒示值不變或表現(xiàn)為間歇性的跳變，無法正常工作。
　　解決此類問題，需要做到以下幾點(diǎn)：
　　a.加保溫伴熱系統(tǒng)，伴熱好選用蒸汽伴熱，要全面（包括扭力管處）；b.浮筒添加上下排污閥，并引入密閉排放系統(tǒng)（高壓，含H2S），方便排放；c.每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次沖洗排污操作，并用蒸汽吹掃，要求儀表與工藝人員緊密配合，做好防護(hù)工作；d.加強(qiáng)巡檢，做好該部位的日常檢查工作。
　　2.4.4 介質(zhì)密度發(fā)生變化
　　正常生產(chǎn)過程中，更換流程等操作可能會(huì)導(dǎo)致工藝介質(zhì)發(fā)生變化，如一臺(tái)測量介質(zhì)密度為0.7g/cm3的浮筒液位計(jì)，在某操作條件下介質(zhì)密度變化為0.8g/cm3時(shí)，由于儀表默認(rèn)ρ1gh1=ρ2gh2，則：h2=h1*ρ1/ρ2，測量誤差為：δ=（h2-h1）/h1*****=12.5%，可見密度的變化將造成較大的誤差。
　　解決此類問題時(shí)，應(yīng)由相關(guān)負(fù)責(zé)人員確認(rèn)后方能對(duì)浮筒液位計(jì)重新標(biāo)定。
　　2.4.5 連接部位不牢固
　　由于浮筒液位計(jì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，要求精度較高，在安裝及使用過程中應(yīng)保證相關(guān)連接部位的完好。
　　2.4.6 扭力管心軸彎曲
　　扭力管心軸彎曲時(shí)，儀表上下行程的回差嚴(yán)重超標(biāo)。此時(shí)應(yīng)視情況更換扭力管。
　　2.4.7 工作現(xiàn)場震動(dòng)
　　當(dāng)浮筒液位計(jì)工作現(xiàn)場有較強(qiáng)烈的震動(dòng)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致指示跳變影響儀表使用。應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮現(xiàn)場使用情況，選擇合適的型號(hào)，做好相應(yīng)抗震措施。如長期震動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)將相應(yīng)電路板及微處理器更換為耐震型。
　　3 結(jié)束語
　　本文簡要介紹了浮筒液位計(jì)的測量原理，并以Fisher浮筒液位計(jì)和MAGNETROL浮筒液位計(jì)兩種常見的典型液位計(jì)為例進(jìn)行了具體說明。提出了浮筒液位計(jì)在測量過程中的誤差來源，并做了詳細(xì)分析，有針對(duì)性的提出了解決方法。其中有許多現(xiàn)場維護(hù)工作中遇到的典型問題，均提出了解決方案。

上一條：磁翻板液位計(jì)在測量溶劑油加氫裝置液位中浮子損壞的分析及解決辦法
下一條：V錐流量計(jì)比較于其他類型的流量計(jì)在應(yīng)用于野外地下水資源計(jì)量的優(yōu)勢(shì)