摘要:液位變送器是制漿紙中常見(jiàn)的儀表，用于檢測(cè)漿池、漿槽、白槽、化學(xué)藥品儲(chǔ)藏槽等液位。液位計(jì)能否*測(cè)量直接影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行，因此液位的檢測(cè)和控制尤為重要，液位變送器在制漿紙中應(yīng)用廣泛，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文通過(guò)講述液位變送器的工作原理、應(yīng)用維護(hù)和校準(zhǔn)等方面的知識(shí)，供制漿儀表技術(shù)人員參考和參考。
物位是指容器之間的垂直距離，也是由兩種不相容的液體形成的界面，在工業(yè)生產(chǎn)中常用法蘭式液位變送器、超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、核輻射材料位計(jì)和磁致伸縮液位計(jì)來(lái)檢測(cè)物位。物位檢測(cè)的結(jié)果通常以長(zhǎng)度單位m、mm或測(cè)量范圍的百分比來(lái)顯示。
1液位計(jì)在制漿紙中的應(yīng)用。
在制漿紙生產(chǎn)線中，常用法蘭式液位計(jì)、投入式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、放射源液位計(jì)和磁伸縮桿式液位計(jì)來(lái)測(cè)量液位。
1.1制漿造紙生產(chǎn)線液位計(jì)的選擇和應(yīng)用。
(1）由于木漿、黑液、堿液或綠液介質(zhì)容易堵塞和結(jié)垢，因此木漿或黑液等介質(zhì)的液位和壓力測(cè)量通常選用法蘭式壓力變送器。另外，根據(jù)設(shè)置場(chǎng)所和設(shè)備的密閉空間等，選擇單法蘭式壓力變送器或雙法蘭式壓力變送器。另外，由于木漿和黑液介質(zhì)容易結(jié)垢或堵塞，一般在法蘭式壓力變送器前安裝一次閥，拆下薄膜去除污垢，同時(shí)在法蘭短管上安裝清洗閥，定期清洗液位計(jì)法蘭短管介質(zhì)，確保取壓順暢，測(cè)量正確。
(2)蒸汽和水介質(zhì)一般選擇差壓變送器，例如冷凝罐、蒸汽水分離器、冷凝罐等設(shè)備選擇差壓變送器來(lái)測(cè)量液位。差壓變送器的液位測(cè)量一般取決于測(cè)量管路和差壓變送器的安裝是否正確。
(3)對(duì)于腐蝕性化學(xué)品、涂料和二氧化氯等介質(zhì)，由于腐蝕性強(qiáng)、粘性大，一般選擇法蘭式壓力變送器，隔膜材質(zhì)一般選擇雙相鋼、鈦和鉭材質(zhì)。
(4）對(duì)于蒸煮塔、木片倉(cāng)、浸漬塔、低壓喂料器等，需要測(cè)量木片或者木片混合物料位，一般選用放射源料位計(jì)來(lái)測(cè)量料位。
(5)廢液貯藏槽、廢水池、集水槽、木片貯藏槽等，一般采用超聲波或雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量液位。
2、制漿紙常用液位計(jì)的種類和工作原理。
2.1制漿紙常用液位計(jì)的種類。
(1）常用于各類化學(xué)品或水儲(chǔ)罐的直讀式液位計(jì)，如玻璃管液位計(jì)。
(2）常用于測(cè)量?jī)?chǔ)漿槽或白水槽的靜壓式物位計(jì)，如智能型膜片式液位計(jì)或者差壓式液位計(jì)。
(3)常用于檢測(cè)槽液位的浮子式液位計(jì)，如浮子式液位變送器。
(4)常用于漿料和黑液等液位的電阻式、電容式物位計(jì)。
(5)常用于檢測(cè)木片材料位置的放射源式液位計(jì)。
(6)常用于檢測(cè)化學(xué)品罐、池塘液位的雷達(dá)液位計(jì)和超聲波液位計(jì)。
2.2.制漿紙常用液位計(jì)的工作原理。
(1）玻璃管式液位計(jì)：根據(jù)連通器工作原理來(lái)測(cè)量液位，與被測(cè)桶槽的介質(zhì)連通，并通過(guò)玻璃管上標(biāo)識(shí)的刻度來(lái)直接顯示液位的高低。
(2）吹氣式液位計(jì)：由導(dǎo)壓管、差壓變送器和轉(zhuǎn)子流量計(jì)組成，將導(dǎo)壓管插入容器底部，然后氣源經(jīng)過(guò)過(guò)濾器和減壓閥后以恒定的流量氣體通過(guò)導(dǎo)壓管端口處，由導(dǎo)壓管浸在容器底部的端口對(duì)外吹氣而在液體介質(zhì)中產(chǎn)生氣包，這時(shí)壓力變送器上所測(cè)的壓力與冒泡端口處液位高度的壓力相等。h=h/g。
(3)差壓式液位計(jì):容器內(nèi)液位變化時(shí)，液柱產(chǎn)生靜壓也相應(yīng)變化，△P=PTA-PUB=H=△P/G，如圖1所示。
(4)磁致伸縮液位變送器:由測(cè)量管、浮子和電子變送器三部分構(gòu)成的磁桿內(nèi)部為磁致伸縮線，外部為保護(hù)管的浮子內(nèi)部為*磁鐵，如圖2所示。浮子隨著液位的上升而上升，液位的下降而下降，通過(guò)*磁鐵形成磁場(chǎng)的變送器定期發(fā)出電流脈沖信號(hào)，沿磁性伸縮線向下傳播，浮子向下運(yùn)動(dòng)時(shí)也產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)相遇時(shí)產(chǎn)生扭應(yīng)力波，通過(guò)磁性伸縮線形成回來(lái)的電子脈沖然后通過(guò)處理器測(cè)量脈沖的開(kāi)始和返回使用的時(shí)間，轉(zhuǎn)換成液位的高度，測(cè)量液位。
(5)恒浮力式液位計(jì):典型的恒浮力式液位計(jì)為浮子式液位計(jì)，如圖3所示。
(6)電極式水位計(jì):電極式水位計(jì)是電阻式液位計(jì)。它的測(cè)量部分由連通管和電阻組成，根據(jù)測(cè)量需要可以在連通管上安裝多個(gè)電極。每個(gè)電極通過(guò)特殊工藝處理與管道形成絕緣，同時(shí)每個(gè)電極通過(guò)電線引出，而連通管作為一個(gè)公共電極與每個(gè)電極相連。水位達(dá)到某個(gè)電極位置時(shí)，水具有導(dǎo)電性，與該電極連接，使相應(yīng)的霓虹燈發(fā)光，通過(guò)燈的位置測(cè)量水位。如圖4所示。
(7)核輻射式液位計(jì):輻射源發(fā)射，輻射通過(guò)罐壁材料時(shí)衰減，隨著液面的變化，探測(cè)棒的輻射劑量率相應(yīng)變化，探測(cè)棒將輻射轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。核輻射式液位計(jì)一般由輻射源、輻射保護(hù)器、探桿和變送器組成。
(8)超聲波位置計(jì):聲波在氣體、液體、固體中傳播，聲波在切斷時(shí)被吸收而衰退，氣體吸收非常強(qiáng)，衰退非常大的固體吸收非常小，衰退非常小，聲波在切斷不同密度介質(zhì)的界面上產(chǎn)生反射，超聲波位置計(jì)根據(jù)聲波從發(fā)射到接收反射回波的時(shí)間間隔和物位高度成比例
3、制漿紙常用液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)及校準(zhǔn)方式。
3.1智能薄膜式液位變送器的安裝注意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式。
3.1.1薄膜式液位變送器的使用注意事項(xiàng)。
(1)變送器在使用前確認(rèn)型號(hào)規(guī)格，確認(rèn)銘牌型號(hào)規(guī)格與要求的儀表一致。
(2）變送器避免安裝在溫度變化大、熱輻射強(qiáng)的區(qū)域；避免安裝在腐蝕性環(huán)境中，盡量安裝在沖擊少和振動(dòng)小的場(chǎng)所。
3.1.2 膜片式液位變送器的安裝事項(xiàng)。
(1)在變送器周邊施工時(shí)，請(qǐng)避免焊接電流通過(guò)變送器，不要將馬達(dá)的接地線連接到儀表設(shè)備上。
(2)確保使用的墊圈內(nèi)徑大于隔膜密封內(nèi)徑，使用的墊圈內(nèi)徑小于隔膜密封內(nèi)徑時(shí)，會(huì)產(chǎn)生影響。
響膜片的正常工作，引起誤差。
(3)安裝過(guò)程中注意不要損傷薄膜表面。薄膜從法蘭面隆起1毫米，薄膜面朝下會(huì)損傷薄膜表面。
(4)不要扭曲擠壓毛細(xì)管，也不要對(duì)毛細(xì)管施加過(guò)大的壓力。
(5)進(jìn)行液位測(cè)量時(shí)，非常低的液位(零點(diǎn))必須設(shè)置在距離高壓側(cè)膜片密封部中心50mm以上的位置。
(6)安裝法蘭隔膜時(shí)，必須根據(jù)變送器顯示的HIGH、LOW顯示，安裝在桶液位計(jì)的高、低壓側(cè)。
(7)為了避免溫差引起的誤差，可以捆綁毛細(xì)管。
(8）變送器本部盡可能安裝在高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭隔膜密封安裝部下方離之600～1300m m處，以便毛細(xì)管封入液形成正落差壓盡可能地加在變送器的本體上，如果不能達(dá)到推薦高度，可以按以下公式計(jì)算高度：
h=[(P-P0)×dHg/ds]×7.5×10-3[mm]
H-高壓側(cè)工藝連接與變送器之間的垂直高度(m.m)，h≤0:將變送器安裝在高壓側(cè)工藝連接下方h(mm)以上的位置，h≥0:將變送器安裝在高壓側(cè)工藝連接下方h(m.m)以下的位置，P-罐壓力；PU0-變送器壓力很小。
3.1.3電源電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系。
在儀表回路中，外部負(fù)載電阻應(yīng)在250~600歐姆范圍內(nèi)，以確保回路通信正常，如圖5所示。
3.1.4智能變送器的校準(zhǔn)程序和方法。
液位變送器在運(yùn)輸前需要校準(zhǔn)，一般需要零點(diǎn)、滿量程校準(zhǔn)的減震、量程、單位、顯示單位等需要設(shè)定的必要時(shí)進(jìn)行正負(fù)轉(zhuǎn)移設(shè)定的儀表回路測(cè)試等。
(1)零點(diǎn)調(diào)整:零點(diǎn)調(diào)整有兩種方法。一種是通過(guò)變送器調(diào)整零螺栓進(jìn)行調(diào)整，另一種是通過(guò)HT手柄進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。螺栓變?yōu)榱銜r(shí)需要注意的是，變?yōu)榱愫蟛荒芰⒓赐ｋ?，變?yōu)榱?0后s內(nèi)停電的話，零點(diǎn)會(huì)恢復(fù)到原始值。
(2)滿量程設(shè)定:在滿量程中添加現(xiàn)場(chǎng)桶槽的液位后，可以通過(guò)顯示面板量程設(shè)定鍵與外部調(diào)整螺栓相結(jié)合，改變量程的上下限值，也可以通過(guò)HART手柄進(jìn)行滿量程校準(zhǔn)。
3.2磁性伸縮液位變送器的安裝注意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式。
3.2.1磁伸縮液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)。
(1）在磁性伸縮液位計(jì)安裝之前需要對(duì)其校準(zhǔn)，確定液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確。
(2)對(duì)磁翻板液位計(jì)的浮球進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，根據(jù)浮球的質(zhì)量、體積和測(cè)量的介質(zhì)密度決定是否滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。
(3）安裝磁翻板液位計(jì)后，在進(jìn)行磁性伸縮變送器的安裝，因磁桿較長(zhǎng)，需對(duì)磁桿固定牢固，另外還需防止磁桿變形，影響到液位測(cè)量。
(4）為了防止磁性伸縮液位變送器所測(cè)信號(hào)干擾，需在DCS處加裝信號(hào)隔離器。
(5）通過(guò)磁翻板液位計(jì)排污口排除的液位，使用密度計(jì)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量介質(zhì)密度，確認(rèn)磁性伸縮變送器所測(cè)液位是否準(zhǔn)確。
3.2.2 磁性伸縮液位變送器的故障檢查和校準(zhǔn)。
(1）根據(jù)磁性伸縮液位變送器輸出電流值檢查是否存在異常，一般情況輸出信號(hào)為3.8m A至20.6m A，如果超過(guò)此數(shù)值，需要對(duì)磁性伸縮液位變送器電子元件進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否存在異常。
(2)磁性伸縮液位變送器輸出信號(hào)變動(dòng)或頻繁跳動(dòng)時(shí)，需要檢查線路，確認(rèn)線路沒(méi)有干擾，然后對(duì)線路進(jìn)行消磁處理，可以在線路兩端同向或反向移動(dòng)進(jìn)行消磁處理。在磁性伸縮液位變送器的校準(zhǔn)過(guò)程中，磁性和磁性棒的方向必須避免90°，磁性棒會(huì)發(fā)生磁化現(xiàn)象。
3.放射源式液位計(jì)的安裝注意事項(xiàng)和校準(zhǔn)方式。
3.3.1放射源式液位計(jì)的安裝注意事項(xiàng)。
(1)進(jìn)行液位測(cè)量時(shí)，探測(cè)棒必須垂直安裝，如有可能，探測(cè)器頭朝下。
(2)放射源的放射角必須對(duì)準(zhǔn)探測(cè)棒的測(cè)量范圍，注意探測(cè)棒的測(cè)定程度。
(3)進(jìn)行分級(jí)安裝時(shí)，各探測(cè)棒的量間不得有間隙。
(4)源箱和探針的安裝位置應(yīng)盡量靠近容器，隔離所有放射線路徑，確保放射線區(qū)內(nèi)沒(méi)有人。
(5)采取防護(hù)措施，避免探針長(zhǎng)時(shí)間曬黑，安裝防護(hù)罩非常好。
3.3.2核輻射式液位計(jì)的校準(zhǔn)。
輻射源在校準(zhǔn)前需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完成后即可進(jìn)行標(biāo)定操作。
(1)標(biāo)定的簡(jiǎn)單步驟包括重置標(biāo)準(zhǔn)值、探測(cè)器設(shè)置、基本設(shè)置。
⑶標(biāo)定:兩點(diǎn)標(biāo)定、單點(diǎn)標(biāo)定、多點(diǎn)標(biāo)定三種標(biāo)定方式。
①兩點(diǎn)標(biāo)定:兩點(diǎn)標(biāo)定是非常常用的標(biāo)定方法。特別是棒源標(biāo)定時(shí)，適合用兩點(diǎn)標(biāo)定。也可用于點(diǎn)源和棒探測(cè)器時(shí)。兩點(diǎn)標(biāo)定主要分為四個(gè)步驟、空罐標(biāo)定、滿罐標(biāo)定和檢測(cè)標(biāo)定結(jié)果四個(gè)步驟。
②單點(diǎn)標(biāo)定:不能進(jìn)行滿罐標(biāo)定，或者在滿罐狀態(tài)下射線完全衰減時(shí)，可以進(jìn)行單點(diǎn)標(biāo)定。
③多點(diǎn)標(biāo)定:多點(diǎn)標(biāo)定中標(biāo)定點(diǎn)至少3個(gè)，非常多可輸入10個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。多點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，需要知道各個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的物位高度。多點(diǎn)標(biāo)定適用于各種連續(xù)料位測(cè)量。標(biāo)定曲線見(jiàn)圖6。
3.3.3放射性本底說(shuō)明。
基本上是指周圍環(huán)境中天然存在放射性，天然放射性基本上不會(huì)改變大小。因此，不考慮天然放射性底部的變化，認(rèn)為底部是常數(shù)。測(cè)量的本底計(jì)數(shù)率的大小與探測(cè)器的大小密切相關(guān)。如果本底測(cè)量，后續(xù)測(cè)量會(huì)漂移。測(cè)量本底時(shí)，必須避免周圍其他放射源的干擾。放射源、探測(cè)器安裝完畢后，在空罐、放射源關(guān)閉狀態(tài)下，測(cè)量本底。此時(shí)，放射源測(cè)量少量的放射線，測(cè)量的底部變大。
(1)空罐標(biāo)定應(yīng)滿足的條件:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)置放射源，打開(kāi)探測(cè)器完成的放射源，清空倉(cāng)庫(kù)的材料，如果不能清空，至少必須保證材料高度低于測(cè)定范圍的非常低的上述第三條不能滿足的情況下，如果知道當(dāng)時(shí)的材料高度，例如20%，則需要調(diào)整低位標(biāo)定點(diǎn)(將零點(diǎn)的0%改為20%)。然而，它會(huì)帶來(lái)零點(diǎn)測(cè)量的誤差。當(dāng)零點(diǎn)條件滿足后應(yīng)盡快重新標(biāo)定。
(2)單點(diǎn)指數(shù)標(biāo)定說(shuō)明:如果滿點(diǎn)標(biāo)定不能進(jìn)行，則使用單點(diǎn)標(biāo)定模式。輸入零點(diǎn)的標(biāo)定數(shù)據(jù)和倉(cāng)庫(kù)的內(nèi)徑，測(cè)定材料的密度，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算滿點(diǎn)數(shù)據(jù)作為標(biāo)定數(shù)據(jù)。
(3)多點(diǎn)標(biāo)定說(shuō)明:測(cè)量精度要求高的倉(cāng)庫(kù)形狀不規(guī)則，如錐形或平柱形的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)測(cè)量路徑有攪拌器等其他物體。如果不能用材料倉(cāng)庫(kù)的預(yù)測(cè)材料加入不同的高度進(jìn)行標(biāo)定，也可以用與預(yù)測(cè)材料密度相似的材料進(jìn)行標(biāo)定。一般用水作替代品。
(4）調(diào)整低位標(biāo)定點(diǎn)說(shuō)明：零點(diǎn)標(biāo)定可以影響整個(gè)標(biāo)定曲線。因此，調(diào)整零點(diǎn)后，需要對(duì)所有的標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，以保持標(biāo)定曲線的形狀不發(fā)生變化。發(fā)生以下情況時(shí)，需要調(diào)整零點(diǎn):①以前進(jìn)行過(guò)多的點(diǎn)標(biāo)定，現(xiàn)在只想調(diào)整零點(diǎn)更新標(biāo)定曲線②計(jì)算理論曲線(標(biāo)定點(diǎn)的理論值)，調(diào)整零點(diǎn)，輸入理論值，更新標(biāo)定曲線。
4.結(jié)論。
液位計(jì)是制漿紙行業(yè)常見(jiàn)的儀器，通過(guò)常見(jiàn)的法蘭式液位變送器、磁性伸縮液位變送器、放射源液位計(jì)等液位計(jì)的工作原理、安裝注意事項(xiàng)和校準(zhǔn)調(diào)整等各方面的知識(shí)介紹，供制漿紙儀表技術(shù)人員參考和參考。
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