基于浮力原理而生產(chǎn)的液位計有很多種類型，如浮筒液位計，磁翻板液位計，浮球液位計，本文這里所講的浮筒液位計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，不可避免的會存在各種因素引起的誤差，它對儀表及生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和精確度都會產(chǎn)生負(fù)面影響。文章簡要闡述了浮筒液位計的測量原理，結(jié)合實際應(yīng)用對其測量誤差的來源作了較詳細(xì)的分析，針對各種誤差的特性，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浮筒液位計為代表的位移平衡式液位計
　　此類液位計由浮筒室、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 以浮筒液位計為代表的帶差動變壓器式液位計
　　此類液位計將扭力管系統(tǒng)更換為LVDT，即線性可變差動變壓器，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LVDT的檢測芯做線性垂直運(yùn)動，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
　　由于力平衡式浮筒液位計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 浮筒液位計的精度等級及誤差限
　　儀表的精度等級按大允許引用誤差劃分，浮筒液位計的常見精度等級有：0.5級、1.0級、1.5級和2.5級，對應(yīng)基本誤差限為±0.5%、±1.0%、±1.5% 和 ±2.5%。
　　2.2 浮筒液位計設(shè)備本身原因造成的誤差
　　2.2.1 傳感系統(tǒng)
　　浮筒液位計傳感系統(tǒng)包括浮筒（內(nèi)筒）及浮筒室，對于同種型號的浮筒液位計，不同量程的浮筒所受的大浮力基本是一個定值。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影響液位計的正常使用，產(chǎn)生誤差。消除此類誤差好的方法是在設(shè)計時根據(jù)工藝條件選擇合適的型號，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 信號線路的耦合干擾
　　信號在傳輸過程中很容量受到干擾，導(dǎo)致所傳輸?shù)男盘柊l(fā)生畸變或失真，比如：傳輸線周圍空間電磁場對傳輸線的電磁感應(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接地點時，若接地電阻過大或產(chǎn)生浮空地都會對信號產(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，此時浮筒液位計指示為大，與實際嚴(yán)重不符。
　　2.4.2 浮筒破裂
　　浮筒破裂時，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，浮筒液位計指示逐漸減小，終指示小。需要及時修復(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)計為兩臺浮筒液位計，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，G雜>G排，扭力F=G筒-F浮將增大，浮筒指示偏??；
　　ρ雜=ρ液時，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，G雜　　此時，如果未及時對雜質(zhì)加以清理，一段時間以后浮筒將出現(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：
　　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導(dǎo)致工藝介質(zhì)發(fā)生變化，如一臺測量介質(zhì)密度為0.7g/cm3的浮筒液位計，在某操作條件下介質(zhì)密度變化為0.8g/cm3時，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，應(yīng)由相關(guān)負(fù)責(zé)人員確認(rèn)后方能對浮筒液位計重新標(biāo)定。
　　2.4.5 連接部位不牢固
　　由于浮筒液位計結(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，儀表上下行程的回差嚴(yán)重超標(biāo)。此時應(yīng)視情況更換扭力管。
　　2.4.7 工作現(xiàn)場震動
　　當(dāng)浮筒液位計工作現(xiàn)場有較強(qiáng)烈的震動時，將會導(dǎo)致指示跳變影響儀表使用。應(yīng)在設(shè)計時充分考慮現(xiàn)場使用情況，選擇合適的型號，做好相應(yīng)抗震措施。如長期震動較大時，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的測量原理，并以Fisher浮筒液位計和MAGNETROL浮筒液位計兩種常見的典型液位計為例進(jìn)行了具體說明。提出了浮筒液位計在測量過程中的誤差來源，并做了詳細(xì)分析，有針對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錐流量計比較于其他類型的流量計在應(yīng)用于野外地下水資源計量的優(yōu)勢