其中:G為浮球重力,m為浮球質(zhì)量,F為浮球所受浮力,ρ為液體密度,v為浮球排開(kāi)液體體積,g為重力加速度。

靜壓式液位計

    在正常使用時(shí),浮球受到的重力必須等于在水中受到的浮力,當受壓變形以后體積v減小導致受到的浮力減小,浮球就會(huì )下沉。當浮球全部沉入水中時(shí),它受到的浮力也最大,此時(shí)如果G=F,則實(shí)際液位會(huì )高于顯示液位;若G>F,則浮球會(huì )在重力作用下繼續下沉,直至浮筒底部。

    靜壓式液位計的使用環(huán)境多為室外,部分地區環(huán)境溫度過(guò)低也是導致靜壓式失效的原因之一。例如某些工況中要求罐體內的被測液體溫度必須保持恒定,此時(shí)就需要在靜壓式液位計上添加外部恒溫裝置(如電加熱型,水或蒸汽循環(huán)型),若因加熱裝置問(wèn)題或者夾套使用壓力過(guò)大導致循環(huán)水或蒸汽泄露,也會(huì )造成其失效。北方地區的冬季使用時(shí)若因為材質(zhì)受到低溫環(huán)境影響,導致整個(gè)面板防水性能變差,一旦水蒸汽或雨水等滲入面板就會(huì )導致翻柱凍結或者面板玻璃表面結霜,操作人員無(wú)法正確判斷此時(shí)罐內液體正確的位置。因此玻璃管面板成為解決此問(wèn)題的一種有效方法,通過(guò)在玻璃管內部固定好翻柱后再抽真空或充入惰性氣體,最后將玻璃管封口。該方式能夠完全解決面板防水防霜問(wèn)題,但是其缺點(diǎn)在于成本較高,且操作工藝復雜、易破損。

    在化工環(huán)境中使用時(shí)經(jīng)常會(huì )遇到各種帶有腐蝕性的液體,因此防腐蝕問(wèn)題也是靜壓式液位計所必須考慮的?，F如今使用的防腐性靜壓式液位計多為金屬管內部和浮球表面襯聚四氟乙烯(PTFE)利用聚四氟乙烯把被測液體和金屬管隔開(kāi)來(lái)達到防腐目的。聚四氟乙烯具有良好的機械韌性,在加工時(shí)不易機械受損。具有良好的耐腐蝕性,對于大多數化學(xué)藥品和溶劑,表現出惰性、能耐強酸強堿、水和各種有機溶劑。并且具有耐氣候、高潤滑、不粘附、無(wú)毒害等優(yōu)點(diǎn)。金屬管內襯聚四氟乙烯不但可以保證靜壓式液位計整體的強度不受影響,也能起到很好的防腐效果,因此該類(lèi)靜壓式液位計在防腐領(lǐng)域受到廣泛應用。雖然聚四氟乙烯的熔點(diǎn)較高,能在250Ⅲ工況中使用,但是因為其本身的膨脹系數比較大,且隨著(zhù)溫度變化而發(fā)生不規律變化,若長(cháng)期在高溫環(huán)境下使用會(huì )導致其在管道內壁發(fā)生形變,甚至會(huì )將浮球卡死在管道內壁,因此必須嚴格按照靜壓式液位計設計參數的范圍使用。還有某些特殊情況或許是考慮到現場(chǎng)環(huán)境對金屬管有限制或者產(chǎn)品成本的考慮,整體采用非金屬材質(zhì)制作。這類(lèi)靜壓式使用時(shí)更應該采取一定的保護措施,防止其受力不均或其他原因造成失效和安全事故。

    在某些現場(chǎng)使用時(shí),用戶(hù)要求將靜壓式的測量結果轉化為電流信號接入中控室,方便監測和控制,因此就需要配帶液位變送器。其利用了浮球磁性將變送器內部的元器件(如干簧管)吸合,改變整個(gè)變送器電路的電流,從而達到將機械信號轉換為電流信號的目的。在整個(gè)使用過(guò)程中,當變送器安裝好以后需要對其位置進(jìn)行微調,并且在使用過(guò)程中保證其位置不得發(fā)生變動(dòng),因為一旦位置發(fā)生變動(dòng),就會(huì )導致其輸出錯誤的電流信號,尤其是對于罐體帶有震動(dòng)的工況,更應該有固定保護措施。在使用或運輸過(guò)程中若有強烈碰撞導致內部元器件損壞,也是導致液位變送器失效的主要原因之一。

    液位測量做為工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要的環(huán)節,靜壓式液位計作為常用的手段之一,越來(lái)越受到廣大用戶(hù)的信賴(lài),因此在使用過(guò)程中必須保證其安全可靠。作為生產(chǎn)廠(chǎng)家,在結構設計合理、產(chǎn)品原料合格、制作工藝先進(jìn),保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下才能考慮降低成本;作為用戶(hù),在使用過(guò)程中也要嚴格按廠(chǎng)家提供的說(shuō)明書(shū)操作,把確保安全生產(chǎn)做為第一要務(wù)。