液位计流量计基本培训教程课件.ppt

液位计和流量计基础知识 1、液位检测方法 液位检测总体上可分为直接检测和间接检测 两种方法。 直接检测法是一种最为简单、直观的测量方法 ，它是利用连通器的原理，将容器中的液体引入带 有标尺的观察管中，通过标尺读出液位高度。 间接检测法是将液位信号转化为其它相关信 号进行测量，如压力法、浮力法、电学法、热学法 等。 1.1直接检测法 直接检测法测量是一种最为简单、直观的 测量方法，它是利用连通器的原理，将容器中 的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读 出液位高度。下图所示的是玻璃管液位计。 玻璃管液位计 主要应用： 二氧化碳压缩机的分离器的液位 锅炉汽包的液位 1.2 压力法液位 压力法依据液体重量所产生的压力进行测 量。由于液体对容器底面产生的静压力与液位 高度成正比，因此通过测量容器中液体的压力 即可测算出液位高度。 对常压开口容器，液位高度h与液体静压 力p之间有如下关系： 下图为用于测量开口容器液位高度的三种 压力式液位计。 (a) 压力表式液位计 (b)法兰式液位变送器 (c)吹气式液位计 对于密闭容器中的液位测量，可用差压法 进行测量，它可在测量过程中消除液面上部气 压及气压波动对示值的影响，下图示出差压式 液位计测量原理。 量程迁移 无论是压力检测法还是差压法，均要求零液位与检测仪表 在同一水平高度，否则会产生附加静压误差。 处理方法 对压力变送器进行零点 调整，使在只受附加静 压力时输出为“零”。 量程迁移 量程 迁移 无迁移 负迁移 正迁移 h h n负迁移形成原因：加隔离罐或采 用法兰式测压差。 正压室： 负压室： 差压： 当h=0时，差压的输出并不为零，而是-b。为使h=0时， 差变的输出为4ma，就要消除-b的影响。称之为量程迁移 。由于要迁移的时为负值，所以称为负迁移。 n无迁移 保证正压室与零液位等高 当h为零时，差压输 出为零。 差压变送器的作用是将输入的差压信号转化为统一的标准 信号输出。 量程迁移实例 例如：已知 液位高度变化形成的差压值为： 所以可选择差压变送器量程为 40kpa 所以负迁移量为37.240kpa，即将差压变送器的零点调为- 37.240kpa。迁移后差变的测量范围为-37.242.76kpa。 n正迁移 正压室： 负压室： 压差： 当h=0时，差压输出并不为 零，其值为 其迁移量为正值，所以称为正迁移。 综上所述：正负迁移的实质是改变变送器的零点，同时改 变量程的上下限，而量程范围不变。 主要应用： 锅炉的汽包液位 中间罐区的液位 气化界区的烧嘴冷却水缓冲罐液位、汽包 液位、高压闪蒸分离罐液位 法兰式压力（差压）变送器 引压导管易被腐蚀或堵塞，影响 测量精度，应用法兰式压力（差 压）变送器。 敏感元件为金属膜盒，它直接与 被测介质接触，省去引压导管， 从而克服导管的腐蚀和阻塞问题 。膜盒经毛细管与变送器的测量 室相通，它们所组成的密闭系统 内充以硅油，作为传压介质。为 了毛细管经久耐用，其外部均套 有金属蛇皮保护管。 对于具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大、易凝固的介质 主要应用： 精馏界区的预精馏塔、加压塔、常压塔、 回收塔的塔釜液位、加压塔回流槽、回收 塔回流槽液位（单法兰）、预塔回流槽液 位、常压塔回流槽液位（单法兰）、回收 塔进料槽液位（单法兰）、回收塔废水槽 液位（单法兰）、杂醇油槽（单法兰） 气化界区气化炉激冷室液位测量、渣锁斗 冲洗水罐液位测量、合成气洗涤塔液位测 量、高压闪蒸罐液位、高压闪蒸汽提塔液 位、高压闪蒸汽提塔液位 1.3 浮力法 恒浮力式检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液 面上的浮子（也称浮标）随液面变化而产生的位移。 变浮力式检测是利用沉浸在被测液体中的浮筒（也 称沉筒）所受的浮力与液面位置的关系检测液位 。 浮力式液位检测分为恒浮力式检测与变浮力式检测。 1.3.1 钢带浮子式液位计 右图为直读式钢 带浮子式液位计，这 是一种最简单的液位 计，一般只能就地显 示。 主要应用： 中间罐区的液位 大罐区的液位 1.3.3磁浮子液位计 磁性浮子、浮球式液位计主 要由本体部分、就地指示器、远 传变送器以及上、下限液位报警 器等几部分组成。磁性浮子式液 位计通过与工艺容器相连的筒体 内浮子随液面（或界面）的上下 移动，由浮子内的磁钢利用磁耦 合原理驱动磁性翻板指示器，用 红蓝两色（液红气蓝）明显直观 地指示出工艺容器内的液位或界 位。 1.3.4 浮筒式液位计 浮筒式液位计属于变 浮力液位计，当被测液面 位置变化时，浮筒浸没体 积变化，所受浮力也变化 ，通过测量浮力变化确定 出液位的变化量。 图中： 1-浮筒；2-弹簧；3 -差动变压器 。 电动浮筒液位计 杠杆的末端吊有内筒，浮筒随介质的浮力f1变化而 升降，这个浮力作用在杠杆1上，使杠杆系统以轴封膜 片为支点而产生微小偏转（轴封膜片一方面作为杠杆的 支点，另一方面起密封作用）。带动杠杆2转动 ，传感 器将偏移量经信号处理及转换电路转换成420ma标准 信号输出，即完成变换过程。 智能浮筒液位（界位）变送器 被测液位的变化引 起内筒位置的变化， 该变化被传递到扭力 管组件上，使扭力管 与芯轴同步转动。同 时固定在扭力管芯轴 上的磁铁发生旋转位 移，改变了由霍尔效 应传感器检测的磁场 。该传感器将磁场信 号转换为电信号。 主要应用： 二氧化碳压缩机的冷凝水水槽液位计 合成的汽包液位、缓冲分离器液位、甲醇 分离器液位、排污膨胀槽液位 低甲的原料气分离罐液位、洗涤塔段间氨 冷器液位、无硫甲醇氨冷器液位、h2s馏分 氨冷器液位、h2s气体分离罐液位、甲醇水 分离塔底液位、 污甲醇罐液位 、含硫甲醇 氨冷器液位、氨排放槽液位、 尾气水洗塔 液位 、甲醇/二氧化碳分离罐液位 变换界区的1#低压蒸汽发生器液位、 1#中 压蒸汽发生器液位、 2#低压蒸汽发生器液 位、2#低压蒸汽发生器液位 1.7导波雷达液位计 导波雷达液（界）位变送器运用了 tdr （时域反射原理）技术，发射的电磁波脉冲沿 着杆或缆传送当遇到比先前传导介质（空气或 蒸发汽）介电常数大的介质表面时，脉冲波被 反射回来。用超高速计来计算脉冲波的传导时 间，从而达到精确的液位测量。 雷达式液位计示意图 雷达波由天线发出到接收到由 液面来的反射波的时间t由下式确定 由于 故 24 检测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。 微波脉冲法原理示意图 主要应用： 气化界区灰水罐液位（导波）滤液池液位 （脉冲）密封冲洗水缓冲罐液位（导波） 沉渣池液位（脉冲）冷凝液罐液位测量（ 导波）事故粉煤储罐料位测量（导波） 1.8 射线式物位检测 q放射性同位素在蜕变过程中会放射出、三种射线 。 射线的电离本领最强，但穿透能力最弱。 射线是电子流，电离本领比射线弱，而穿透能力较射 线强。 射线是一种从原子核中发出的电磁波，它的波长较短， 不带电荷，它在物质中的穿透能力比和射线都强，但电 离本领最弱。 由于射线的可穿透性，它们常被用于情况特殊或环境条件 恶劣的场合实现各种参数的非接触式检测，如位移、材料 的厚度及成分、流体密度、流量、物位等。 磁致伸缩液位计 工作原理：在不锈钢或其它不能被磁化的金属测量管内安装 有磁致伸缩性能的导波丝，使之与高精度压电陶瓷传感器 连接。电子模块发出脉冲信号给导波丝并开始计时，该脉 冲信号遇磁性浮子的磁场后，在波导 丝上产生一个扭力 波，该扭力波沿着波导丝向两端传送扭力信号。直至传感 器收到该脉冲信号为止。电子模块是根据起始脉冲与返回 扭力 波信号的时间间隔，计算出浮子的实际位置。 由于 浮子会随着液面的变化而变化，智能化的电子模块会根据 磁场的位置确定液面的高低变化，然后会将时间间隔信号 转换成4-20ma信号或其他数字信号输出，完成测量过程 。 技术特点 ： 精度-高 测量精度：0.5mm或0.01 满量程 重复0.15mm 或0.005 满量程 寿命-长 磁致伸缩变送器核心元件为“导 波丝”使用寿命可达20 年以上。 成本-低 一台磁致伸缩液位变送器可替代三台其他测量仪 表；可降低购买成本。磁致伸缩变送器维护量小，减少维 护人员的时间；可降低维护成本。测量精度高、稳定性高 ，提高测量准确度，可降低生产成本。 维护量少 核心元 件与介质不接触，产品智能化设计、模块化结构。无需定 期维护与重新标定。 工作温度：-200420 工作压力 ：真空18mpa 介质粘度：最大500cp 介质密度：最小 0.35s.g. 界位密度差：最小0.05s.g. 材料选择：哈氏合 金c276/锆702、蒙乃尔合金等使用-简易 产品采用智能化 模块结构设计，标准三键式按钮、lcd液晶显示器。调试 轻松、操作容易，简单快捷，现场调试无需其他辅助设备 、无需实物介质，现场对仪表的重新标定。 既能测量液位、界位、也可以同时测量温度。并通过 4- 20ma 信号或 hart通讯信号输出。 结构 ：磁致伸缩液位计的测量杆分为硬质探杆和柔性探杆两 种类型， 如下图所示： 主要构成部件为： 1. 表头：内部含有存储底板和高度智能化电子模块配合使用，储存 电路板与测量杆顶部的传感器相连接。变送器配备现场指示 lcd 液晶。 2. 测量杆：内部集成了磁致伸缩导线及磁致伸缩导波丝，顶部安装 有高性能压电陶瓷传感器。 3. 过程连接：配备npt标准螺纹卡套， 3/4“ 1.5“ 标准可选。用于 连接安装法兰 、固定磁致伸缩液位计。可根据现场调节高度及测量 范围（调节范围测量长度30mm） 。底部装有定位卡套、卡簧配件。 可防止浮子滑落丢失。卡套长度为测量死区 -1/2 浮子长度。 4.内部安装有高性能钐钴磁铁。 需注意轻拿轻放，避免硬性磕伤或划伤 。 5. 铭牌：铭牌包含仪表的型号、生产序号、温度、压力、密度、环 境温度及防爆等级、防护等级等相关内容。 浮子（界位/液位可选）： 由浮子位置实时反应界面/液面的位置。 实物图： 主要应用： 合成界区的甲醇分离器的液位、缓冲分离 器的液位 硫回收界区的废热回收器液位 、废热回收 器液位、 排污罐液位排污罐液位 一段、二 段、三段硫冷凝器液位、最终硫冷凝器液 位闪蒸罐液位 低甲界区的含硫甲醇闪蒸罐co2解吸塔 h2s浓缩塔h2s浓缩塔贫甲醇罐热再生塔 热再生塔回流罐污甲醇罐尾气水洗塔h2s浓 缩塔氮气气提塔 变换界区的e-200001(1#低压蒸汽发生器) 液位 s-200001（1#气液分离器）液位、e- 200003（1#中压蒸发生器）液位、 e- 200004（2#中压蒸汽发生器）液位、e- 200005（2#低压蒸汽发生器）液位、s- 200002（2#气液分离器）液位、 s- 200003（3#气液分离器）液位、 c- 200001（汽提塔）液位、s-200004（4#气 液分离器）液位 流量检测仪表 概念：单位时间内流过管道某一截面的流 体数量。 体积流量 q 质量流量 m m=qp 单位：l/h m3/h kg/h t/h nm3/h 常用换算关系： 1m3=1000l 1磅=0.4536kg 1升=0.22英加仑= 0.2642美加仑 分类 1.差压式流量计 喷嘴 文丘利管 孔板(角接取压法、法兰取压法) 一体化流量计 锥型流量计 楔型流量计 矩型流量计 “巴”类流量计 文丘里管流量计系列 2.容积式流量计 椭圆齿轮流量计 腰轮流量计 3.智能式漩涡(涡街)流量计-由漩涡发生体和频率 检测器构成的变送、信号转换器构成，利用流体 自然振荡的原理，涡列的个数(涡街频率)与流体 的流速成正比，输出420ma信号或脉冲电压信 号。 安装方式：法兰式 插入式 缺 点：受磁场干扰大，怕振动，安装要求前后 直管段长 4.电磁流量计-利用电磁感应原理测量导体液体流量仪表。 ex=bdv10-4 缺点： a.使用温度压力不能太高 b.应用范围有限，不能测量气体、 蒸汽和石油制品等非导液体。 c.当流速与速度分布不均时， 产生较大误差。 d.不能在负压情况下使用。 5.超声波流量计-在管道一定传输距离l中，静止流体中的 声速为c，流动流体中的声速为u，当声速与流体流动方 向一致时传播速度为c+u，反向时传播速度为c-u，得出 时间差t，求出流速u。 6.转子流量计-利用转子移动位置与流体流速大小有关，流 体推力与转子重力测量流速。属于恒压降流量计。 7.(科氏力)质量流量计-在单位时间内流过封闭管道截面处流体，通过