投入式液位計的選型需綜合考慮介質特性、測量環境、功能需求等多方面因素,確保設備適配工況、測量準且長期穩定運行。以下是核心選型要點及分析:
一、介質特性(直接影響傳感器壽命與測量準確性)
介質與液位計探頭直接接觸,其物理化學特性是選型的首要依據:
腐蝕性
若介質為酸(如鹽酸)、堿(如氫氧化鈉溶液)、鹽溶液或有機溶劑,需根據腐蝕性強度選擇探頭材質:
弱腐蝕(如自來水、普通污水):304 不銹鋼;
中強腐蝕(如稀硫酸、海水):316L 不銹鋼;
強腐蝕(如氫氟酸、濃硝酸):聚四氟乙烯(PTFE)、哈氏合金(Hastelloy)。
避免因材質不耐腐蝕導致探頭穿孔、信號漂移或設備報廢。
密度與穩定性
投入式液位計通過 “靜壓 = 密度 × 重力加速度 × 液位高度” 換算液位,介質密度恒定時(如清水),普通型號即可;
若密度不穩定(如混合液、多組分介質),需選擇帶密度補償功能的智能型液位計(可實時修正密度變化對測量的影響)。
雜質與狀態
含懸浮顆粒(如泥漿、污水):選帶防堵設計的探頭(如大孔徑壓力接口、耐磨材質),避免顆粒堵塞壓力孔;
高粘度(如原油、糖漿):探頭需光滑(減少介質附著),必要時選帶自動清洗功能的型號;
易結晶 / 凝固(如熔融鹽、樹脂):需配套伴熱裝置(如電伴熱),并選耐溫材質,防止結晶包裹探頭導致測量失效。
揮發性與安全性
易揮發、有毒介質:需確保探頭密封性能(如 IP68 防護),避免介質滲透損壞傳感器;若為易燃易爆介質,需同步考慮防爆要求(見下文 “防爆與防護”)。
二、測量范圍與安裝條件
量程匹配
需覆蓋實際液位的大波動范圍(包括工藝工況,如滿罐、放空),且設備標稱量程需≥實際需求。
注意:量程過大會降低小液位區間的測量精度(如用 0-20m 量程測 0-2m 液位,誤差相對更大),建議量程略大于實際需求(如留 10%-20% 余量)。
安裝方式與空間
安裝位置:探頭需垂直投入介質,避免靠近進料口、攪拌器(防止水流沖擊導致信號波動);若容器底部有沉淀物,探頭需高于底部 5-10cm(避免接觸沉積物)。
安裝環境空間:狹窄容器需選細長型探頭;頂部投入式需考慮探頭長度是否適配容器高度(如 10m 深容器需選線纜 / 桿長≥10m 的型號)。
容器類型:敞口容器(無氣相壓力)可選普通型號;密閉容器(有氣相壓力,如反應釜)需選帶氣相壓力補償的型號(避免氣相壓力干擾靜壓測量)。
三、介質溫度與壓力
工作溫度
介質溫度需在傳感器的額定溫度范圍內(如 - 40~80℃、-20~150℃),超過范圍會導致:
低溫:介質凝固或傳感器電路故障;
高溫:探頭材質老化、密封件失效(如橡膠密封圈軟化)、信號漂移。
高溫介質(如 150℃以上)需選高溫型傳感器(采用耐高溫材質如陶瓷、藍寶石膜片,配套高溫線纜)。
工作壓力
包括介質靜壓(液位產生的壓力)和容器內的氣相壓力(密閉容器),兩者之和需≤傳感器的耐壓值(如 1MPa、5MPa)。
舉例:10m 高的清水(靜壓約 0.1MPa)+ 密閉容器氣相壓力 0.5MPa,則傳感器耐壓需≥0.6MPa。
四、輸出信號與通訊需求
需匹配控制系統的信號接口,確保數據傳輸兼容:
模擬信號:常用 4-20mA;
數字信號:HART(可雙向通訊,支持遠程校準)、RS485(Modbus 協議,適合聯網監控);
特殊需求:無線傳輸(如 LoRa、NB-IoT,適合不便布線的場景,如戶外儲罐)、帶本地顯示(現場直接讀數,無需外接儀表)。
五、環境與工況安全性
防爆等級
若用于易燃易爆環境(如化工車間、油氣儲罐),需選防爆認證型號:
隔爆型(Ex d):適用于 1 區、2 區危險場所;
本安型(Ex ia):適用于 0 區、1 區(更嚴格的防爆要求)。
防護等級
探頭需具備防水、防塵能力,避免雨水、介質飛濺導致內部電路損壞;
接線盒防護等級≥IP65(防止噴水侵入)。
抗干擾能力
環境有強電磁干擾(如附近有電機、變頻器):選帶電磁屏蔽的線纜(如雙絞屏蔽線)或抗干擾電路設計的型號;
振動環境(如泵體附近):選耐振動的探頭(如采用固定螺紋加固,避免松動)。
六、精度與穩定性要求
精度:根據工藝需求選擇(如 ±0.1% FS、±0.5% FS),高精度適用于計量、配比控制(如食品飲料、醫藥);普通監控可放寬至 ±1% FS。
穩定性:長期使用的零點漂移(如每月≤0.1% FS)、溫度漂移(如≤0.01% FS/℃)需符合要求,減少頻繁校準的工作量。
七、附加功能與維護成本
附加功能:是否需要液位報警(如高低液位繼電器輸出)、溫度測量(一體型溫液位計)、自診斷功能(故障自動提示)等,按需選擇(功能越多成本越高)。
維護便利性:探頭是否易拆卸清洗(如快裝接口)、校準是否簡單(支持現場按鍵校準或遠程 HART 校準)、耗材(如線纜、密封圈)是否易采購。
成本預算:平衡性能與價格,避免過度選型(如普通污水池無需選高精度防爆型號),但關鍵工況(如高危介質)需優先保證可靠性。
總結
選型核心邏輯:以介質特性為基礎,匹配測量范圍與環境參數,兼顧信號兼容與安全要求。例如:
市政污水池(弱腐蝕、常溫、敞口、含雜質):選 304 不銹鋼探頭、IP68 防護、0-10m 量程、4-20mA 輸出、帶防堵設計的型號;
化工反應釜(強腐蝕、高溫 120℃、密閉帶壓、易爆):選 PTFE 材質、高溫高壓型、帶壓力補償、Ex d 防爆、HART 通訊的智能液位計。
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