自動(dòng)化儀表選型一般原則-4.物位儀表選型

物位儀表的選型

1.一般原則

（1）應(yīng)深入了解工藝條件、被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)、測(cè)量控制系統(tǒng)要求，以便對(duì)儀表的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果做出充分評(píng)價(jià)，使其在保證生產(chǎn)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加經(jīng)濟(jì)效益等方面起到應(yīng)有的作用。 

（2）液面和界面測(cè)量應(yīng)選用差壓式儀表、浮筒式儀表和浮子式儀表。當(dāng)不滿足要求時(shí)，可選用電容式、電阻式（電接觸式）、聲波式等儀表。     

   料面測(cè)量應(yīng)根據(jù)物料的粒度、物料的安息角、物料的導(dǎo)電性能、料倉(cāng)的結(jié)構(gòu)形式及測(cè)量要求進(jìn)行選擇。 

（3）儀表的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特性來(lái)選擇。主要考慮的因素為壓力、溫度、腐蝕性、導(dǎo)電性；是否存在聚合、粘稠、沉淀、結(jié)晶、結(jié)膜、氣化、起泡等現(xiàn)象；密度和密度變化；液體中含懸浮物的多少；液面擾動(dòng)的程度以及固體物料的粒度。

（4）儀表的顯示方式和功能，應(yīng)根據(jù)工藝操作及系統(tǒng)組成的要求確定。當(dāng)要求信號(hào)傳輸時(shí)，可選擇具有模擬信號(hào)輸出功能或數(shù)字信號(hào)輸出功能的儀表。

（5）儀表量程應(yīng)根據(jù)工藝對(duì)象的實(shí)際需要顯示的范圍或?qū)嶋H變化范圍確定。除供容積計(jì)量用的物位儀表外，一般應(yīng)使正常物位處于儀表量程的50%左右。

（6）儀表精度應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇，但供容積計(jì)量用的物位儀表，其精度等級(jí)應(yīng)在0.5級(jí)以上。 

（7）用于可燃性氣體、蒸汽及可燃性粉塵等爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的電子式物位儀表。應(yīng)根據(jù)所確定的危險(xiǎn)場(chǎng)所類別以及被測(cè)介質(zhì)的危險(xiǎn)程度，選擇合適的防爆結(jié)構(gòu)型式或采取其他的防護(hù)措施。 

（8）用于腐蝕性氣體及有害粉塵等場(chǎng)所的電子式物位儀表，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件，選擇合適的外殼防護(hù)型式。

2.液面和界面測(cè)量?jī)x表的選型

（1）差壓式測(cè)量?jī)x表

1）對(duì)于液面連續(xù)測(cè)量，宜選用差壓式儀表。

對(duì)于界面測(cè)量，可選用差壓式儀表，但要求總液面應(yīng)始終高于上部取壓口。

2）對(duì)于測(cè)量精度要求高，測(cè)量系統(tǒng)需要較為復(fù)雜的運(yùn)算，而一般模擬儀表難以達(dá)到時(shí)，可選用差壓式智能變送儀表，其精度為0.2級(jí)以上。     

3）對(duì)于在正常工況下液體密度有明顯變化時(shí)，不宜選用差壓式儀表。    

4）腐蝕性液體、結(jié)晶性液體、粘稠性液體、易汽化液體、含懸浮物液體宜選用平法蘭式差壓儀表。     

   高結(jié)晶的液體、高粘度的液體、結(jié)膠性的液體、沉淀性的液體宜選用插入式法蘭差壓儀表。     

   以上被測(cè)介質(zhì)的液面，如果氣相有大量冷凝物、沉淀物析出，或需要將高溫液體與變送器隔離，或更換被測(cè)介質(zhì)時(shí)，需要嚴(yán)格凈化測(cè)量頭的，可選用雙法蘭式差壓儀表。

5）腐蝕性液體、粘稠性液體、結(jié)晶性液體、熔融性液體、沉淀性液體的液面在難于使用法蘭式差壓儀表測(cè)量時(shí)，可采用吹氣或沖液的方法，配合普通壓力表、壓力變送儀表或差壓變送儀表進(jìn)行測(cè)量。     

6）對(duì)于在環(huán)境溫度下，氣相可能冷凝、液相可能汽化，或氣相有液體分離的對(duì)象，在難以使用法蘭式差壓儀表而用普通差壓儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)視具體情況分別設(shè)置隔離器、分離器、汽化器、平衡容器等部件，或?qū)y(cè)量管線保溫、伴熱。

7）用差壓式儀表測(cè)量鍋爐汽包液面時(shí)，應(yīng)采用溫度補(bǔ)償型雙室平衡容器。

8）差壓式儀表的正、負(fù)遷移量應(yīng)在選擇儀表量程時(shí)加以考慮。 

（2）浮筒式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于測(cè)量范圍在2000mm以內(nèi)，比密度為0.5～1.5的液體液面連續(xù)測(cè)量，以及測(cè)量范圍在1200mm以內(nèi)，比密度差為0.1～0.5的液體界面連續(xù)測(cè)量，宜選用浮筒式儀表。

   真空對(duì)象、易汽化的液體宜選用浮筒式儀表。    

   就地液位指示或調(diào)節(jié)宜選用氣動(dòng)浮筒式儀表。    

浮筒式儀表必須用于清潔液體。  

2）選用浮筒式儀表，當(dāng)精度要求較高，信號(hào)要求遠(yuǎn)傳時(shí)，宜選用力平衡型；當(dāng)精度要求不高，就地指示或調(diào)節(jié)時(shí)，可選用位移平衡型。     

3）對(duì)于開(kāi)口儲(chǔ)槽、敞口儲(chǔ)液池的液面測(cè)量， 宜選用內(nèi)浮筒；對(duì)于在操作溫度下不結(jié)晶、不粘稠、但在環(huán)境溫度下可能結(jié)晶或粘稠的液體對(duì)象，也宜選用內(nèi)浮筒。對(duì)于不允許停車的工藝設(shè)備，不應(yīng)選用內(nèi)浮筒，而應(yīng)選用外浮筒。對(duì)于高粘稠、結(jié)晶或高溫的液體對(duì)象，不應(yīng)選用外浮簡(jiǎn)。     

4）內(nèi)浮筒儀表在容器內(nèi)液體擾動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)加裝防擾動(dòng)影響的平穩(wěn)套管。

5）電動(dòng)浮筒儀表用于被測(cè)液位波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合，其輸出信號(hào)應(yīng)加阻尼器。

（3）浮子式測(cè)量?jī)x表

1）對(duì)于大型儲(chǔ)槽清潔液體液面的連續(xù)測(cè)量和容積計(jì)量，以及各類儲(chǔ)槽清潔液體液面和界面的位式測(cè)量，應(yīng)選用浮子式儀表。     

2）臟污的液體，以及環(huán)境溫度下結(jié)凍的液體，不宜采用浮子式儀表。粘性液體的連續(xù)測(cè)量和多點(diǎn)位式測(cè)量，也不宜采用浮子式儀表。     

3）浮子式測(cè)量?jī)x表用于界面測(cè)量時(shí)，兩種液體的比密度應(yīng)恒定，且比密度差不應(yīng)小于0.2。 4）內(nèi)浮子式液位儀表用于大型儲(chǔ)槽液面測(cè)量時(shí)，為防止浮子的飄移，應(yīng)備有導(dǎo)向設(shè)施；為防止浮子受液面擾動(dòng)的影響，應(yīng)加裝平穩(wěn)套管。

5）大型儲(chǔ)槽液體的液位或容積連續(xù)計(jì)量，對(duì)測(cè)量精度要求較高的單儲(chǔ)槽或多儲(chǔ)槽，宜選用光導(dǎo)式液面計(jì)；對(duì)測(cè)量精度要求一般的單儲(chǔ)槽可選用鋼帶浮子式液面計(jì)。對(duì)要求高精度連續(xù)計(jì)量液位、界面、容積和質(zhì)量的單儲(chǔ)槽或多儲(chǔ)槽，應(yīng)選用儲(chǔ)罐測(cè)量系統(tǒng)。    

6）開(kāi)口儲(chǔ)槽、敞口儲(chǔ)液池的液面多點(diǎn)位式測(cè)量，以及有腐蝕性、毒性等危險(xiǎn)液體的多點(diǎn)位式測(cè)量，宜選用磁性浮子式液面計(jì)。     

7）粘性液體的位式測(cè)量，宜選用杠桿式浮子液位控制器。 

（4）電容式測(cè)量?jī)x表  

1）對(duì)于腐蝕性液體、沉淀性流體以及其他化工工藝介質(zhì)的液面連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量宜選用電容式液面計(jì)。     

   用于界面測(cè)量時(shí)，兩種液體的電氣性能必須符合產(chǎn)品的技術(shù)要求。    

2）電容液面計(jì)的具體型號(hào)、電極結(jié)構(gòu)型式、電極材料，應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的電氣性能、容器的材質(zhì)等因素確定。     

3）對(duì)于不粘滯非導(dǎo)電性液體，可采用軸套筒式的電極；對(duì)于不粘滯導(dǎo)電性液體，可采用套管式的電極；對(duì)于易粘滯非導(dǎo)電性液體，可采用裸電極，電極表面應(yīng)選擇具有與被測(cè)液體親和力小的材料或采用自動(dòng)清洗的措施。     

4）電容液面計(jì)不能用于易粘滯的導(dǎo)電性液體液面的連續(xù)測(cè)量。    

5）電容式測(cè)量?jī)x表易受電磁干擾的影響，應(yīng)選用屏蔽電纜，或采取其他抗電磁干擾的措施。

6）用于位式測(cè)量的電容液面計(jì)，宜采用水平安裝型；用于連續(xù)測(cè)量的電容液面計(jì)，宜采用垂直安裝型。

（5）電阻式（電接觸式）測(cè)量?jī)x表

1）對(duì)于腐蝕性導(dǎo)電液體液面的位式測(cè)量，以及導(dǎo)電液體與非導(dǎo)電液體的界面位式測(cè)量，可選用電阻式（電接觸式）儀表。    

2）對(duì)于容易使電極結(jié)垢的導(dǎo)電液體，以及工藝介質(zhì)在電極間發(fā)生電解現(xiàn)象時(shí)，一般不宜選用電阻式（電接觸式）儀表。對(duì)于非導(dǎo)電、易粘附電極的液體，不得選用電阻式（電接觸式）儀表。

（6）靜壓式測(cè)量?jī)x表

1）對(duì)于深度為5m～ 100m的供水池、水井、水庫(kù)的液面連續(xù)測(cè)量,應(yīng)選用靜壓式儀表。   

對(duì)于無(wú)壓容器內(nèi)的液面連續(xù)測(cè)量,可選用靜壓式儀表。

2)在正常工況下,液體密度有明顯變化時(shí),不宜選用靜壓式儀表。

(7)聲波式測(cè)量?jī)x表

1)對(duì)于普通物位儀表難以測(cè)量的腐蝕性液體、高粘性液體、有毒性液體等液面的連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量,宜選用聲波式測(cè)量?jī)x表。     

2)聲波式儀表的具體型號(hào)、結(jié)構(gòu)型式,應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特性等因素確定。     

3)聲波式儀表必須用于可反射和傳播聲波的容器液面測(cè)量,不得用于真空容器。不宜用于含氣泡的液體和含固體顆粒物的液體。     

4)對(duì)于內(nèi)部有影響聲波傳播的障礙物的容器,不宜采用聲波式儀表。

5)對(duì)于連續(xù)測(cè)量液面的聲波式儀表,如果被測(cè)液體溫度、成份變化比較顯著,應(yīng)考慮對(duì)聲波傳播速度的變化進(jìn)行補(bǔ)償,以提高測(cè)量的精度。     

6)檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器之間的電纜,應(yīng)采用屏蔽電纜,或考慮采用防電磁干擾的措施。 

(8)微波式測(cè)量?jī)x表     

1)對(duì)于普通液位儀表難以高精度測(cè)量的大型固定頂罐、浮頂罐內(nèi)腐蝕性液體、高粘度液體、有毒液體的液位連續(xù)測(cè)量，應(yīng)選用微波式測(cè)量?jī)x表。     

  微波式測(cè)量?jī)x表測(cè)量方法采用特定頻率范圍內(nèi)的微波連續(xù)掃描，液位和天線之間的距離變化時(shí)，傳感信號(hào)與反射信號(hào)之間產(chǎn)生頻率差，頻率差與液位和天線之間的距離成正比，因此測(cè)定頻率差可轉(zhuǎn)換得出液位。     

2）天線的結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特性、儲(chǔ)罐內(nèi)壓力等因素確定。     

3）對(duì)于內(nèi)部有影響微波傳播的障礙物的儲(chǔ)罐，不宜采用微波式儀表。     

4）對(duì)于罐內(nèi)水蒸汽和烴類蒸汽的密度在正常工況下有顯著變化時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)微波傳播速度的變化進(jìn)行補(bǔ)償；對(duì)于沸騰的或擾動(dòng)的液面，應(yīng)考慮采取變徑喇叭筒的靜止管道及其它補(bǔ)償措施，以提高測(cè)量精度。 

（9）核輻射式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于高溫、高壓、高粘度、強(qiáng)腐蝕、易爆、有毒介質(zhì)液面的非接觸式連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量，在使用其他液位儀表難以滿足測(cè)量要求時(shí)，可選用核輻射式儀表。     

2）輻射源的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)測(cè)量要求進(jìn)行選擇，同時(shí)應(yīng)使射線通過(guò)被測(cè)對(duì)象后，在工作現(xiàn)場(chǎng)的射線劑量應(yīng)盡量小，安全劑量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行的《輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8703-88）否則，應(yīng)充分考慮隔離屏蔽等防護(hù)措施。     

3）輻射源的種類應(yīng)根據(jù)測(cè)量要求和被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)，如被測(cè)介質(zhì)的密度、容器的幾何形狀、材質(zhì)及壁厚等因素進(jìn)行選擇。當(dāng)射源強(qiáng)度要求較小時(shí)，可選用鐳（Re）；當(dāng)射源強(qiáng)度要求較大時(shí)，可選用銫137（Csl37）；用于厚壁容器要求穿透能力強(qiáng)時(shí)，可選用鈷60（Co60）。    

4）為避免由于輻射源衰變而引起的測(cè)量誤差，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和減少校驗(yàn)次數(shù)，測(cè)量?jī)x表應(yīng)能對(duì)衰變進(jìn)行補(bǔ)償。 

（10）激光式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或有機(jī)械障礙的容器，以及按常規(guī)的方法難以安裝的容器的液面連續(xù)測(cè)量，應(yīng)選用激光式測(cè)量?jī)x表。     

2）對(duì)于無(wú)反射的*透明液體，不能采用激光式測(cè)量?jī)x表。

3.料面測(cè)量?jī)x表的選型 

（1）電容式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于顆粒狀物料和粉粒狀物料，如：煤、塑料單體、肥料、砂子等料面連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量，宜選用電容式測(cè)量?jī)x表。    

2）檢測(cè)器的延伸電纜應(yīng)采用屏蔽電纜，或考慮采用防電磁干擾的措施。 

（2）聲波式測(cè)量?jī)x表    

1）對(duì)于無(wú)振動(dòng)或振動(dòng)小的料倉(cāng)、料斗內(nèi)粒度為10mm以下的顆粒物狀料面的位式測(cè)量，可選用音叉料位計(jì)。

2）對(duì)于粒度為5mm以下的粉粒狀物料的料面位式測(cè)量，應(yīng)選用聲阻斷式超聲料位計(jì)。    

3）對(duì)于微粉狀物料的料面連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量，宜選用反射式超聲料位計(jì)。反射式超聲料位計(jì)不宜用于有粉塵彌漫的料倉(cāng)、料斗的料面測(cè)量，也不宜用于表面不平整的料位測(cè)量。

（3）電阻式（電接觸式）測(cè)量?jī)x表      

1）對(duì)于導(dǎo)電性能良好或?qū)щ娦阅懿?/span>，但含有水份的顆粒狀和粉粒狀物料，如：煤、焦炭等料面的位式測(cè)量，可選用電阻式測(cè)量?jī)x表。     

2）必須滿足產(chǎn)品規(guī)定的電極對(duì)地電阻的數(shù)值，以保證測(cè)量的可靠性和靈敏度。 

（4）微波式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于高溫、粘附性大、腐蝕性大、毒性大的塊狀、顆粒狀物料的料面位式測(cè)量和連續(xù)測(cè)量，宜選用微波式測(cè)量?jī)x表。     

2）不宜用于表面不平整的料位測(cè)量。 

（5）核輻射式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于高溫、高壓、粘附性大、腐蝕性大、毒性大的塊狀、顆粒狀、粉粒狀物料的料面位式測(cè)量和連續(xù)測(cè)量，可選用核輻射式測(cè)量?jī)x表。     

2）其它要求應(yīng)符合前述的規(guī)定。 

（6）激光式測(cè)量?jī)x表     

1）對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或有機(jī)械障礙的容器，以及按常規(guī)的方法難以安裝的容器的料面連續(xù)測(cè)量，應(yīng)選用激光式測(cè)量?jī)x表。     

2)對(duì)于無(wú)反射的*透明物料，不能采用激光式測(cè)量?jī)x表。 

(7)阻旋式測(cè)量?jī)x表     

1)對(duì)于承壓較小、無(wú)脈動(dòng)壓力的料倉(cāng)、料斗物料比密度為0.2以上顆粒狀和粉粒狀物料料面的位式測(cè)量，可選用阻旋式測(cè)量?jī)x表。     

2)旋翼的尺寸應(yīng)根據(jù)物料的比密度選取。     

3)為避免物料撞擊旋翼造成儀表誤動(dòng)作，應(yīng)在旋翼上方設(shè)置保護(hù)板。 

(8)隔膜式測(cè)量?jī)x表

1)對(duì)于料倉(cāng)、料斗內(nèi)顆粒狀或粉粒狀物料料面的位式測(cè)量，可選用隔膜式測(cè)量?jī)x表。     

2)由于隔膜的動(dòng)作易受粉粒附著的影響和粉粒流動(dòng)壓力的影響，不能用于精度要求較高的場(chǎng)合。 

(9)重錘式測(cè)量?jī)x表     

1)對(duì)于料位高度大，變化范圍寬的大型料倉(cāng)、散裝倉(cāng)庫(kù)以及敞開(kāi)或密閉無(wú)壓容器內(nèi)的塊狀、顆粒狀和附著性不大的粉粒狀物料的料面定時(shí)連續(xù)測(cè)量，應(yīng)選用重錘式測(cè)量?jī)x表。     

2)重錘的形式應(yīng)根據(jù)物料的粒度、干濕度等因素選取。

3）對(duì)于有粉塵彌漫嚴(yán)重的料倉(cāng)、容器的料位測(cè)量，應(yīng)使用帶吹氣裝置的重錘式測(cè)量?jī)x表。