摘 要：液位变送器是在制浆造纸中常见的一种仪表，用于检测浆池、浆槽、白液槽、化学药品储存槽等的液位。液位计能否准确丈量直接影响到消费的正常运转，因此液位的检测和控制特别重要，液位变送器在制浆造纸中普遍应用并发挥着日益重要的作用。本文经过讲述液位变送器的工作原理、应用维护和校准等方面的学问，给制浆造纸仪表技术人员参考和自创。

物位是指容器之间的垂直距离，也是指两种不相溶的液体构成的分界面，在工业消费中常用法兰式液位变送器、超声波液位计、雷达液位计、核辐射料位计和磁致伸缩液位计来检测物位。物位检测的结果通常是用长度单位m、mm或丈量范围的百分数显现。
 

1 液位计在制浆造纸中的应用

在制浆造纸消费线中常用法兰式液位计、投入式液位计、雷达液位计、超声波液位计、放射源料位计和磁性伸缩杆式液位计来丈量液位。

1.1 制浆造纸消费线中的液位计选型和应用

(1）由于木浆、黑液、碱液或绿液介质容易堵塞和结垢，因此木浆或黑液等介质的液位和压力丈量通常选用法兰式压力变送器。另外根据安装位置和设备密闭空间等情况选用单法兰式压力变送器或者双法兰式压力变送器。另外由于木浆或黑液介质中容易结垢或堵塞，普通在法兰式压力变送器前安装一次阀便当拆下膜片中止清算除垢，同时在法兰短管中需安装冲洗阀，用于定期冲洗液位计法兰短管介质，确保取压畅通，丈量准确。

(2）关于蒸汽或者水介质普通选用差压变送器，比如冷凝水罐、汽水分别器、冷凝水槽等设备选用差压变送器来丈量液位。差压变送器的液位丈量普通取决于丈量管路和差压变送器安装能否正确。

(3）关于腐蚀性化学品、涂料和二氧化氯等介质，由于腐蚀性强、黏稠性大，普通选用法兰式压力变送器，隔膜材质普通选用双相钢、钛和钽材质。

(4）关于蒸煮塔、木片仓、浸渍塔、低压喂料器等，需求丈量木片或者木片混合物料位，普通选用放射源料位计来丈量料位。

(5）关于废液储存槽、废水池、集水沟和木片储存槽等，普通选用超声波或雷达液位计丈量液位。
 

2 制浆造纸中常用液位计的种类和工作原理

2.1 制浆造纸中常用液位计的种类

(1）常用于各类化学品或水储罐的直读式液位计，如玻璃管液位计。

(2）常用于丈量储浆槽或白水槽的静压式物位计，如智能型膜片式液位计或者差压式液位计。

(3）常用于检测水沟液位的浮子式液位仪表，如浮筒式液位变送器。

(4）常用于浆料或者黑液等液位的电阻式、电容式物位计。

(5）常用于检测木片料位的放射源式液位计。

(6）常用于检测化学品储罐、水池液位的雷达式液位计和超声波式液位计。

2.2 制浆造纸常用液位计的工作原理

(1）玻璃管式液位计：根据连通器工作原理来丈量液位，与被测桶槽的介质连通，并经过玻璃管上标识的刻度来直接显现液位的上下。

(2）吹气式液位计：由导压管、差压变送器和转子流量计组成，将导压管插入容器底部，然后气源经过过滤器和减压阀后以恒定的流量气体经过导压管端口处，由导压管浸在容器底部的端口对外吹气而在液体介质中产生气包，这时压力变送器上所测的压力与冒泡端口处液位高度的压力相等。则H=P H/ρg。

(3）差压式液位计：是由于容器内的液位改动时，液柱产生静压也会相应地发作变化,△P=P A-P B=Hρg即H=△P/ρg，如图1所示。

差压液位计丈量磁性伸缩变送器工作原理

(4）磁致伸缩液位变送器：由丈量管、浮子和电子变送器三部分组成；磁杆内部为磁致伸缩线，外部为维护管；浮子内部为永世磁铁，如图2所示。浮子随着液位的上升而上升、液位的降落而降落，并经过永世磁铁而构成磁场；变送器定时发出电流脉冲信号沿着磁致伸缩线向下传播，浮子向下运动时也产生一个磁场，当两个磁场相遇时会产生扭应力波并经过磁致伸缩线构成一个返回的电子脉冲。然后经过处置器将丈量脉冲起始和返回所用的时间并把它们转换成液位的高度，从而测出液位。

(5）恒浮力式液位计：典型的恒浮力式液位计为浮子式液位计，如图3所示。

恒浮力式液位计工作原理电极式水位计丈量系统

(6）电极式水位计：电极式水位计是一种电阻式液位计。它的丈量部分由连通管和电阻组成，根据丈量需求可以在连通管上安装多个电极。每个电极经过特殊工艺处置与管道构成绝缘，同时每个电极经过电线引出，而连通管作为一个公共电极与每个电极相连。当水位抵达某一电极位置时，由于水具有导电性使其和该电极连通，使相应的氖灯发光，从而经过灯光所在的位置而测出水位。如图4所示。

(7）核辐射式液位计：射源发出辐射，射线穿透罐壁材料时被衰减，随着液面的变化，探棒处的辐射剂量率会相应地变化，探棒将辐射转化为电信号。核辐射式液位计普通由放射源、射源维护器、探棒和变送器组成。

(8）超声波物位仪：声波可以在气体、液体、固体中传播，声波在穿透截止时会被吸收而衰减，气体吸收非常强，衰减非常大；固体吸收非常小，衰减非常小，声波在穿透不同密度介质的分界面处还会产生反射，超声波液位计是根据声波从发射至接纳反射回波的时间间隔与物位高度成比例的原理来检查物位的。
 

3 制浆造纸常用的液位计装置留意事项和校准方式

3.1 智能膜片式液位变送器装置留意事项和校准方式

3.1.1 膜片式液位变送器的运用留意事项

(1）变送器在运用前需求对型号规格停止确认，确认铭牌上的型号规格与所请求的仪表分歧。

(2）变送器防止装置在温度变化大、热辐射强的区域；防止装置在腐蚀性环境中，尽量装置在冲击少和振动小的场所。

 

3.1.2 膜片式液位变送器的装置事项

(1）在变送器周边施工时，应防止焊接电流经过变送器，不能将电机接地线搭接在仪表设备上。

(2）确保运用的垫圈内径大于隔阂密封内径，假如运用的垫圈内径小于隔阂密封内径，会影响膜片的正常工作，惹起误差。

(3）在装置过程中留意不要损伤膜片的外表，由于膜片从法兰面凸起1毫米，假如将膜片面朝下会损伤膜片外表。

(4）不要扭曲挤压毛细管，也不要对毛细管施加过大的压力。

(5）停止液位丈量时，十分低液位（零点）应设在距高压侧膜片密封部中心50mm以上的位置。

(6）在装置法兰隔阂时，需求依据变送器所标识的HIGH、LOW所示，装置在桶槽液位计的高、低压侧。

(7）为防止温差惹起的误差，可将毛细管束在一同。

(8）变送器本部尽可能装置在高压侧远传法兰隔阂密封装置部下方离之600～1300m m处，以便毛细管封入液构成正落差压尽可能地加在变送器的本体上，假如不能到达引荐高度，能够按以下公式计算高度：

h=[(P-P 0)×dHg/ds]×7.5×10-3[mm]

H—高压侧过程衔接与变送器之间的垂直高度（m m），h≤0:将变送器装置在高压侧过程衔接下方h(m m)以上的位置；h≥0:将变送器装置在高压侧过程衔接下方h(m m)以下的位置；P—槽罐压力；P 0—变送器十分小压力。

 

3.1.3 电源电压与负载电阻的关系

在仪表回路中，外接负载电阻应保证250～600欧姆范围内，才干保证回路通讯正常，如图5。

电源电压与外接负载电阻之间的关系

3.1.4 智能变送器校准步骤和办法

液位变送器在投运前普通需求停止校准，普通需求停止零点、满量程校准；需求设定阻尼、量程、单位、显现单位等；依据需求停止正负迁移设置；仪表回路测试等。

(1）零点调整：零点调整有两种办法，其一经过变送器调零螺栓停止调整，另一种经过H A R T手操器停止零点调整。停止螺栓调零时需求留意的是调零后不能立刻断电，假如调零30 s内断电，零点将恢复到原始值。

(2）满量程设定：将现场桶槽的液位加到满量程后，可经过显现器面板上的量程设定键分离外部调零螺栓，改动量程的上下限值，也能够经过H A R T手操器停止满量程校准。

 

3.2 磁性伸缩液位变送器装置留意事项和校准方式

3.2.1 磁性伸缩液位计装置留意事项

(1）在磁性伸缩液位计装置之前需求对其校准，肯定液位计丈量*。

(2）对磁翻板液位计的浮球停止考证实验，依据浮球质量、体积和所丈量的介质密度肯定能否满足现场请求。

(3）装置磁翻板液位计后，在停止磁性伸缩变送器的装置，因磁杆较长，需对磁杆固定结实，另外还需避免磁杆变形，影响到液位丈量。

(4）为了避免磁性伸缩液位变送器所测信号干扰，需在DCS处加装信号隔离器。

(5）经过磁翻板液位计排污口扫除的液位，运用密度计对其停止丈量介质密度，确认磁性伸缩变送器所测液位能否*。

 

3.2.2 磁性伸缩液位变送器的毛病检查和校准

(1）依据磁性伸缩液位变送器输出电流值检查能否存在异常，普通状况输出信号为3.8m A至20.6m A，假如超越此数值，需求对磁性伸缩液位变送器电子元件停止检查，确认能否存在异常。

(2）假如磁性伸缩液位变送器输出信号动摇或者跳动频繁，需求对线路检查肯定线路无干扰，然后对磁杆停止消磁处置，能够经过在磁杆两端同向或者反向挪动停止消磁处置。在对磁性伸缩液位变送器校准过程中需求防止磁体与磁杆方向成90°，从而形成磁杆呈现磁化现象。

 

3.3 放射源式液位计装置留意事项和校准方式

3.3.1 放射源式液位计装置留意事项

(1）停止液位丈量时，探棒需求竖直装置，如有可能，探测器头朝下。

(2）放射源的辐射角必需对准探棒丈量范围，留意探棒上的量程标识。

(3）停止级联装置时，各台探棒量程间不能存在间隙。

(4）源盒和探棒的装置位置必需尽可能靠近容器，必需隔离一切辐射途径，确保辐射区内无任何人员。

(5）应采取防护措施，确保防止探棒长时间日晒，十分好装置防护罩。

 

3.3.2 核辐射式液位计的校准

放射源在校准前需求停止简单的设定，参数设定完成后就能够停止标定操作。

(1）标定的简单步骤包括：重置规范值、探测器设置、根本设置。

⑵ 标定：两点标定、单点标定、多点标定三种标定方式。

①两点标定：两点标定（2-Point Calibration）是十分常用的标定办法。特别是在棒源标定的时分，更合适用两点标定。也能够用于点源和棒探测器的状况下。两点标定主要分红丈量本底、空罐标定、满罐标定和检查标定结果四步。

②单点标定：当无法停止满罐标定或不希望满罐状态下射线被完整衰减时，能够停止单点标定。

③多点标定：多点标定中标定点至少为3个，十分多能够输入10个标定点。多点标定时，需求晓得各个标定点的物位高度。多点标定适用于各种连续料位丈量。标定曲线见图6。

多点标定曲线

3.3.3 放射性本底阐明

本底是指四周环境中自然存在放射性，自然的放射性本底的大小根本不发作变化。因而，不思索自然的放射性本底的变化，以为本底是常数。丈量到的本底计数率的大小与探测器的大小有亲密的关系。假如本底丈量发作错误，会招致后续丈量发作漂移。在丈量本底时，必需防止四周有其他放射源干扰。装置放射源、探测器终了后，在空罐、放射源关闭状态下，丈量本底。此时，放射源会有少量射线被探测器丈量到，丈量的本底将会偏大。

(1）空罐标定应满足的条件：依照设计图纸装置放射源、探测器终了；翻开放射源；清空料仓中的物料，假如无法清空，至少应保证料位高度低于丈量范围的十分低点；假如上述第3条仍无法满足，那么假如晓得当时的物位高度，例如20%，则需求调整低位标定点（将零点的0%更改为20%）。但是由此会带来零点丈量的误差。当零点条件满足后应尽快重新标定。

(2）单点指数标定阐明：假如满点标定无法停止，则运用单点标定形式。输入零点的标定数据以及料仓的内径，以及待测物料的密度，系统自动计算满点数据作为标定数据。

(3）多点标定阐明：丈量精度请求较高；料仓外形不规则，例如：锥形或平放的柱形；料仓内丈量途径上有搅拌器等其他物体。假如无法用料仓待测物加料到不同的高度来停止标定，也可运用和待测物密度相近的资料来替代，停止标定。普通用水来作替代品。

(4）调整低位标定点阐明：零点标定能够影响整个标定曲线。因而，调整零点后，需求对一切的标定点停止调整，以坚持标定曲线的外形不发作变化。呈现下面的状况时，需求调整零点：①以行进行过多点标定，如今想仅经过零点调整更新标定曲线；②计算了理论曲线（标定点的理论值），经过调整零点，输入理论值，更新标定曲线。

4 结论

液位计是制浆造纸行业中常见的一种仪器，经过对常见的法兰式液位变送器、磁性伸缩液位变送器、放射源料位计等液位仪表的工作原理、装置留意事项和校准调试等各方面学问的引见，给从事制浆造纸仪表技术人员参考和自创。