摘 要：液位變送器是在制漿造紙中常見的一種儀表，用于檢測漿池、漿槽、白液槽、化學(xué)藥品儲存槽等的液位。液位計(jì)能否準(zhǔn)確丈量直接影響到消費(fèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此液位的檢測和控制特別重要，液位變送器在制漿造紙中普遍應(yīng)用并發(fā)揮著日益重要的作用。本文經(jīng)過講述液位變送器的工作原理、應(yīng)用維護(hù)和校準(zhǔn)等方面的學(xué)問，給制漿造紙儀表技術(shù)人員參考和自創(chuàng)。

物位是指容器之間的垂直距離，也是指兩種不相溶的液體構(gòu)成的分界面，在工業(yè)消費(fèi)中常用法蘭式液位變送器、超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、核輻射料位計(jì)和磁致伸縮液位計(jì)來檢測物位。物位檢測的結(jié)果通常是用長度單位m、mm或丈量范圍的百分?jǐn)?shù)顯現(xiàn)。
 

1 液位計(jì)在制漿造紙中的應(yīng)用

在制漿造紙消費(fèi)線中常用法蘭式液位計(jì)、投入式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、放射源料位計(jì)和磁性伸縮桿式液位計(jì)來丈量液位。

1.1 制漿造紙消費(fèi)線中的液位計(jì)選型和應(yīng)用

(1）由于木漿、黑液、堿液或綠液介質(zhì)容易堵塞和結(jié)垢，因此木漿或黑液等介質(zhì)的液位和壓力丈量通常選用法蘭式壓力變送器。另外根據(jù)安裝位置和設(shè)備密閉空間等情況選用單法蘭式壓力變送器或者雙法蘭式壓力變送器。另外由于木漿或黑液介質(zhì)中容易結(jié)垢或堵塞，普通在法蘭式壓力變送器前安裝一次閥便當(dāng)拆下膜片中止清算除垢，同時(shí)在法蘭短管中需安裝沖洗閥，用于定期沖洗液位計(jì)法蘭短管介質(zhì)，確保取壓暢通，丈量準(zhǔn)確。

(2）關(guān)于蒸汽或者水介質(zhì)普通選用差壓變送器，比如冷凝水罐、汽水分別器、冷凝水槽等設(shè)備選用差壓變送器來丈量液位。差壓變送器的液位丈量普通取決于丈量管路和差壓變送器安裝能否正確。

(3）關(guān)于腐蝕性化學(xué)品、涂料和二氧化氯等介質(zhì)，由于腐蝕性強(qiáng)、黏稠性大，普通選用法蘭式壓力變送器，隔膜材質(zhì)普通選用雙相鋼、鈦和鉭材質(zhì)。

(4）關(guān)于蒸煮塔、木片倉、浸漬塔、低壓喂料器等，需求丈量木片或者木片混合物料位，普通選用放射源料位計(jì)來丈量料位。

(5）關(guān)于廢液儲存槽、廢水池、集水溝和木片儲存槽等，普通選用超聲波或雷達(dá)液位計(jì)丈量液位。
 

2 制漿造紙中常用液位計(jì)的種類和工作原理

2.1 制漿造紙中常用液位計(jì)的種類

(1）常用于各類化學(xué)品或水儲罐的直讀式液位計(jì)，如玻璃管液位計(jì)。

(2）常用于丈量儲漿槽或白水槽的靜壓式物位計(jì)，如智能型膜片式液位計(jì)或者差壓式液位計(jì)。

(3）常用于檢測水溝液位的浮子式液位儀表，如浮筒式液位變送器。

(4）常用于漿料或者黑液等液位的電阻式、電容式物位計(jì)。

(5）常用于檢測木片料位的放射源式液位計(jì)。

(6）常用于檢測化學(xué)品儲罐、水池液位的雷達(dá)式液位計(jì)和超聲波式液位計(jì)。

2.2 制漿造紙常用液位計(jì)的工作原理

(1）玻璃管式液位計(jì)：根據(jù)連通器工作原理來丈量液位，與被測桶槽的介質(zhì)連通，并經(jīng)過玻璃管上標(biāo)識的刻度來直接顯現(xiàn)液位的上下。

(2）吹氣式液位計(jì)：由導(dǎo)壓管、差壓變送器和轉(zhuǎn)子流量計(jì)組成，將導(dǎo)壓管插入容器底部，然后氣源經(jīng)過過濾器和減壓閥后以恒定的流量氣體經(jīng)過導(dǎo)壓管端口處，由導(dǎo)壓管浸在容器底部的端口對外吹氣而在液體介質(zhì)中產(chǎn)生氣包，這時(shí)壓力變送器上所測的壓力與冒泡端口處液位高度的壓力相等。則H=P H/ρg。

(3）差壓式液位計(jì)：是由于容器內(nèi)的液位改動時(shí)，液柱產(chǎn)生靜壓也會相應(yīng)地發(fā)作變化,△P=P A-P B=Hρg即H=△P/ρg，如圖1所示。

差壓液位計(jì)丈量磁性伸縮變送器工作原理

(4）磁致伸縮液位變送器：由丈量管、浮子和電子變送器三部分組成；磁桿內(nèi)部為磁致伸縮線，外部為維護(hù)管；浮子內(nèi)部為永世磁鐵，如圖2所示。浮子隨著液位的上升而上升、液位的降落而降落，并經(jīng)過永世磁鐵而構(gòu)成磁場；變送器定時(shí)發(fā)出電流脈沖信號沿著磁致伸縮線向下傳播，浮子向下運(yùn)動時(shí)也產(chǎn)生一個(gè)磁場，當(dāng)兩個(gè)磁場相遇時(shí)會產(chǎn)生扭應(yīng)力波并經(jīng)過磁致伸縮線構(gòu)成一個(gè)返回的電子脈沖。然后經(jīng)過處置器將丈量脈沖起始和返回所用的時(shí)間并把它們轉(zhuǎn)換成液位的高度，從而測出液位。

(5）恒浮力式液位計(jì)：典型的恒浮力式液位計(jì)為浮子式液位計(jì)，如圖3所示。

恒浮力式液位計(jì)工作原理電極式水位計(jì)丈量系統(tǒng)

(6）電極式水位計(jì)：電極式水位計(jì)是一種電阻式液位計(jì)。它的丈量部分由連通管和電阻組成，根據(jù)丈量需求可以在連通管上安裝多個(gè)電極。每個(gè)電極經(jīng)過特殊工藝處置與管道構(gòu)成絕緣，同時(shí)每個(gè)電極經(jīng)過電線引出，而連通管作為一個(gè)公共電極與每個(gè)電極相連。當(dāng)水位抵達(dá)某一電極位置時(shí)，由于水具有導(dǎo)電性使其和該電極連通，使相應(yīng)的氖燈發(fā)光，從而經(jīng)過燈光所在的位置而測出水位。如圖4所示。

(7）核輻射式液位計(jì)：射源發(fā)出輻射，射線穿透罐壁材料時(shí)被衰減，隨著液面的變化，探棒處的輻射劑量率會相應(yīng)地變化，探棒將輻射轉(zhuǎn)化為電信號。核輻射式液位計(jì)普通由放射源、射源維護(hù)器、探棒和變送器組成。

(8）超聲波物位儀：聲波可以在氣體、液體、固體中傳播，聲波在穿透截止時(shí)會被吸收而衰減，氣體吸收非常強(qiáng)，衰減非常大；固體吸收非常小，衰減非常小，聲波在穿透不同密度介質(zhì)的分界面處還會產(chǎn)生反射，超聲波液位計(jì)是根據(jù)聲波從發(fā)射至接納反射回波的時(shí)間間隔與物位高度成比例的原理來檢查物位的。
 

3 制漿造紙常用的液位計(jì)裝置留意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式

3.1 智能膜片式液位變送器裝置留意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式

3.1.1 膜片式液位變送器的運(yùn)用留意事項(xiàng)

(1）變送器在運(yùn)用前需求對型號規(guī)格停止確認(rèn)，確認(rèn)銘牌上的型號規(guī)格與所請求的儀表分歧。

(2）變送器防止裝置在溫度變化大、熱輻射強(qiáng)的區(qū)域；防止裝置在腐蝕性環(huán)境中，盡量裝置在沖擊少和振動小的場所。

 

3.1.2 膜片式液位變送器的裝置事項(xiàng)

(1）在變送器周邊施工時(shí)，應(yīng)防止焊接電流經(jīng)過變送器，不能將電機(jī)接地線搭接在儀表設(shè)備上。

(2）確保運(yùn)用的墊圈內(nèi)徑大于隔閡密封內(nèi)徑，假如運(yùn)用的墊圈內(nèi)徑小于隔閡密封內(nèi)徑，會影響膜片的正常工作，惹起誤差。

(3）在裝置過程中留意不要損傷膜片的外表，由于膜片從法蘭面凸起1毫米，假如將膜片面朝下會損傷膜片外表。

(4）不要扭曲擠壓毛細(xì)管，也不要對毛細(xì)管施加過大的壓力。

(5）停止液位丈量時(shí)，十分低液位（零點(diǎn)）應(yīng)設(shè)在距高壓側(cè)膜片密封部中心50mm以上的位置。

(6）在裝置法蘭隔閡時(shí)，需求依據(jù)變送器所標(biāo)識的HIGH、LOW所示，裝置在桶槽液位計(jì)的高、低壓側(cè)。

(7）為防止溫差惹起的誤差，可將毛細(xì)管束在一同。

(8）變送器本部盡可能裝置在高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭隔閡密封裝置部下方離之600～1300m m處，以便毛細(xì)管封入液構(gòu)成正落差壓盡可能地加在變送器的本體上，假如不能到達(dá)引薦高度，能夠按以下公式計(jì)算高度：

h=[(P-P 0)×dHg/ds]×7.5×10-3[mm]

H—高壓側(cè)過程銜接與變送器之間的垂直高度（m m），h≤0:將變送器裝置在高壓側(cè)過程銜接下方h(m m)以上的位置；h≥0:將變送器裝置在高壓側(cè)過程銜接下方h(m m)以下的位置；P—槽罐壓力；P 0—變送器十分小壓力。

 

3.1.3 電源電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系

在儀表回路中，外接負(fù)載電阻應(yīng)保證250～600歐姆范圍內(nèi)，才干保證回路通訊正常，如圖5。

電源電壓與外接負(fù)載電阻之間的關(guān)系

3.1.4 智能變送器校準(zhǔn)步驟和辦法

液位變送器在投運(yùn)前普通需求停止校準(zhǔn)，普通需求停止零點(diǎn)、滿量程校準(zhǔn)；需求設(shè)定阻尼、量程、單位、顯現(xiàn)單位等；依據(jù)需求停止正負(fù)遷移設(shè)置；儀表回路測試等。

(1）零點(diǎn)調(diào)整：零點(diǎn)調(diào)整有兩種辦法，其一經(jīng)過變送器調(diào)零螺栓停止調(diào)整，另一種經(jīng)過H A R T手操器停止零點(diǎn)調(diào)整。停止螺栓調(diào)零時(shí)需求留意的是調(diào)零后不能立刻斷電，假如調(diào)零30 s內(nèi)斷電，零點(diǎn)將恢復(fù)到原始值。

(2）滿量程設(shè)定：將現(xiàn)場桶槽的液位加到滿量程后，可經(jīng)過顯現(xiàn)器面板上的量程設(shè)定鍵分離外部調(diào)零螺栓，改動量程的上下限值，也能夠經(jīng)過H A R T手操器停止?jié)M量程校準(zhǔn)。

 

3.2 磁性伸縮液位變送器裝置留意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式

3.2.1 磁性伸縮液位計(jì)裝置留意事項(xiàng)

(1）在磁性伸縮液位計(jì)裝置之前需求對其校準(zhǔn)，肯定液位計(jì)丈量*。

(2）對磁翻板液位計(jì)的浮球停止考證實(shí)驗(yàn)，依據(jù)浮球質(zhì)量、體積和所丈量的介質(zhì)密度肯定能否滿足現(xiàn)場請求。

(3）裝置磁翻板液位計(jì)后，在停止磁性伸縮變送器的裝置，因磁桿較長，需對磁桿固定結(jié)實(shí)，另外還需避免磁桿變形，影響到液位丈量。

(4）為了避免磁性伸縮液位變送器所測信號干擾，需在DCS處加裝信號隔離器。

(5）經(jīng)過磁翻板液位計(jì)排污口掃除的液位，運(yùn)用密度計(jì)對其停止丈量介質(zhì)密度，確認(rèn)磁性伸縮變送器所測液位能否*。

 

3.2.2 磁性伸縮液位變送器的毛病檢查和校準(zhǔn)

(1）依據(jù)磁性伸縮液位變送器輸出電流值檢查能否存在異常，普通狀況輸出信號為3.8m A至20.6m A，假如超越此數(shù)值，需求對磁性伸縮液位變送器電子元件停止檢查，確認(rèn)能否存在異常。

(2）假如磁性伸縮液位變送器輸出信號動搖或者跳動頻繁，需求對線路檢查肯定線路無干擾，然后對磁桿停止消磁處置，能夠經(jīng)過在磁桿兩端同向或者反向挪動停止消磁處置。在對磁性伸縮液位變送器校準(zhǔn)過程中需求防止磁體與磁桿方向成90°，從而形成磁桿呈現(xiàn)磁化現(xiàn)象。

 

3.3 放射源式液位計(jì)裝置留意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式

3.3.1 放射源式液位計(jì)裝置留意事項(xiàng)

(1）停止液位丈量時(shí)，探棒需求豎直裝置，如有可能，探測器頭朝下。

(2）放射源的輻射角必需對準(zhǔn)探棒丈量范圍，留意探棒上的量程標(biāo)識。

(3）停止級聯(lián)裝置時(shí)，各臺探棒量程間不能存在間隙。

(4）源盒和探棒的裝置位置必需盡可能靠近容器，必需隔離一切輻射途徑，確保輻射區(qū)內(nèi)無任何人員。

(5）應(yīng)采取防護(hù)措施，確保防止探棒長時(shí)間日曬，十分好裝置防護(hù)罩。

 

3.3.2 核輻射式液位計(jì)的校準(zhǔn)

放射源在校準(zhǔn)前需求停止簡單的設(shè)定，參數(shù)設(shè)定完成后就能夠停止標(biāo)定操作。

(1）標(biāo)定的簡單步驟包括：重置規(guī)范值、探測器設(shè)置、根本設(shè)置。

⑵ 標(biāo)定：兩點(diǎn)標(biāo)定、單點(diǎn)標(biāo)定、多點(diǎn)標(biāo)定三種標(biāo)定方式。

①兩點(diǎn)標(biāo)定：兩點(diǎn)標(biāo)定（2-Point Calibration）是十分常用的標(biāo)定辦法。特別是在棒源標(biāo)定的時(shí)分，更合適用兩點(diǎn)標(biāo)定。也能夠用于點(diǎn)源和棒探測器的狀況下。兩點(diǎn)標(biāo)定主要分紅丈量本底、空罐標(biāo)定、滿罐標(biāo)定和檢查標(biāo)定結(jié)果四步。

②單點(diǎn)標(biāo)定：當(dāng)無法停止?jié)M罐標(biāo)定或不希望滿罐狀態(tài)下射線被完整衰減時(shí)，能夠停止單點(diǎn)標(biāo)定。

③多點(diǎn)標(biāo)定：多點(diǎn)標(biāo)定中標(biāo)定點(diǎn)至少為3個(gè)，十分多能夠輸入10個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。多點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，需求曉得各個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的物位高度。多點(diǎn)標(biāo)定適用于各種連續(xù)料位丈量。標(biāo)定曲線見圖6。

多點(diǎn)標(biāo)定曲線

3.3.3 放射性本底闡明

本底是指四周環(huán)境中自然存在放射性，自然的放射性本底的大小根本不發(fā)作變化。因而，不思索自然的放射性本底的變化，以為本底是常數(shù)。丈量到的本底計(jì)數(shù)率的大小與探測器的大小有親密的關(guān)系。假如本底丈量發(fā)作錯(cuò)誤，會招致后續(xù)丈量發(fā)作漂移。在丈量本底時(shí)，必需防止四周有其他放射源干擾。裝置放射源、探測器終了后，在空罐、放射源關(guān)閉狀態(tài)下，丈量本底。此時(shí)，放射源會有少量射線被探測器丈量到，丈量的本底將會偏大。

(1）空罐標(biāo)定應(yīng)滿足的條件：依照設(shè)計(jì)圖紙裝置放射源、探測器終了；翻開放射源；清空料倉中的物料，假如無法清空，至少應(yīng)保證料位高度低于丈量范圍的十分低點(diǎn)；假如上述第3條仍無法滿足，那么假如曉得當(dāng)時(shí)的物位高度，例如20%，則需求調(diào)整低位標(biāo)定點(diǎn)（將零點(diǎn)的0%更改為20%）。但是由此會帶來零點(diǎn)丈量的誤差。當(dāng)零點(diǎn)條件滿足后應(yīng)盡快重新標(biāo)定。

(2）單點(diǎn)指數(shù)標(biāo)定闡明：假如滿點(diǎn)標(biāo)定無法停止，則運(yùn)用單點(diǎn)標(biāo)定形式。輸入零點(diǎn)的標(biāo)定數(shù)據(jù)以及料倉的內(nèi)徑，以及待測物料的密度，系統(tǒng)自動計(jì)算滿點(diǎn)數(shù)據(jù)作為標(biāo)定數(shù)據(jù)。

(3）多點(diǎn)標(biāo)定闡明：丈量精度請求較高；料倉外形不規(guī)則，例如：錐形或平放的柱形；料倉內(nèi)丈量途徑上有攪拌器等其他物體。假如無法用料倉待測物加料到不同的高度來停止標(biāo)定，也可運(yùn)用和待測物密度相近的資料來替代，停止標(biāo)定。普通用水來作替代品。

(4）調(diào)整低位標(biāo)定點(diǎn)闡明：零點(diǎn)標(biāo)定能夠影響整個(gè)標(biāo)定曲線。因而，調(diào)整零點(diǎn)后，需求對一切的標(biāo)定點(diǎn)停止調(diào)整，以堅(jiān)持標(biāo)定曲線的外形不發(fā)作變化。呈現(xiàn)下面的狀況時(shí)，需求調(diào)整零點(diǎn)：①以行進(jìn)行過多點(diǎn)標(biāo)定，如今想僅經(jīng)過零點(diǎn)調(diào)整更新標(biāo)定曲線；②計(jì)算了理論曲線（標(biāo)定點(diǎn)的理論值），經(jīng)過調(diào)整零點(diǎn)，輸入理論值，更新標(biāo)定曲線。

4 結(jié)論

液位計(jì)是制漿造紙行業(yè)中常見的一種儀器，經(jīng)過對常見的法蘭式液位變送器、磁性伸縮液位變送器、放射源料位計(jì)等液位儀表的工作原理、裝置留意事項(xiàng)和校準(zhǔn)調(diào)試等各方面學(xué)問的引見，給從事制漿造紙儀表技術(shù)人員參考和自創(chuàng)。