浅析冶金工业中接触式物位检测仪表的安装与运用

浅析冶金工业中接触式物位检测仪表的安装与运用

伯禹佳

山东省冶金设计院股份有限公司伯禹佳

摘要：物位检测是冶金工业生产中的重要参数之一，要使生产正常运行，必须对物料料位进行监测和控制，故物位检测仪表在高炉炼铁、转炉炼钢、球团矿烧结等各个工程中都得到了广泛应用。但在实际应用过程中由于安装部位、安装方式、以及物位检测仪表在安装时其测量角度的正确与否等，都将直接影响到物位检测仪表的正常工作及其测量准确性。因而，物位检测仪表在施工过程中正确、合理的安装显得尤为重要。

关键词：物位检测仪表；施工；安装；设计

一、物位检测仪表物位检测仪表主要用于对工业生产过程中封闭式或敞开式容器中物料（固体或液位）的高度进行检测。物位检测仪表有2种工作方式，一种是对物料高度进行连续测量，其输出信号通常为4~20mA标准直流电流信号或是1~5V标准直流电压信号至显示仪表或计算机系统，进行物料高度值显示及参与系统过程控制，也可以通过Rs一485或现场总线方式与计算系统相连接，这类物位检测仪表通常称为物位检测仪或是物位变送器；另一种是当容器中物料高度达到某一设定位置（通常为上限位/料满或下限位/料空）时，传感器的输出通常为继电器的开/闭接点信号或集电极开路信号，对于PLC输人而言为“0”，“1”信号，也称数字量输入信号。该信号一般用于驱动指示灯、报警器动作或输人到PLC进行联锁顺序控制，这类物位检测仪表通常称为物位开关。

物位检测仪表按照其与被测介质的接触关系可分为接触式物位检测仪表和非接触式物位检测仪表，接触式物位检测仪表如静压式液位变送器、差压式液位变送器、电容式物位变送器等。非接触式物位检测仪表如雷达料位计、超声波料位计等。

本文主要以接触式物位检测仪表为讨论对象。

二、工作原理与安装1、静压式液位变送器（l）静压式液位变送器工作原理静压式液位变送器是基于被测液体静压与该液体高度成正比的原理，将所测静压转换成4~20mA标准直流电流信号输出至显示仪表或PLC系统。静压式液位变送器设备成本低、安装方便，对水、油及粘度较大的其他液体均可进行高精度测量，不受被测介质起泡的影响，主要用于水池液位测量。

（2）静压式液位变送器安装静压式液位变送器为缆绳直接投人式，安装较为简单、方便，但在安装时要选择合适的安装点位。静压式液位计源部件的安装位置应该避开液体进、出口，如避免安装在水池人水口及水泵附近，以免因水面波动过大及水泵吸附作用而导致测量误差。

2、差压式液位变送器（1）差压式液位变送器工作原理差压式液位计是利用差压变送器“+”，“一”压室之间液柱高度压力与液位高度成正比的原理进行工作的。长差压式液位计通常用于封闭式或敞开式容器内液位的测量，其测量精度高、测量稳定，但液体防冻措施尤为重要。

（2）差压式液位变送器安装对于敞开式容器的液位测量，变送器安装于容器底部液位工艺零点位置，取压点通过测量导管与变送器“+”压室相连，“一”压室通大气作为参考点对于智能差压式液位变送器，如果测量导管与变送器“+”压室、“一”压室连接相反，只需将变送器测量量程进行反向设置即可，可不用更改导压管连接方式差压变送器的安装高度不应高于下部取压口。

对于密闭式容器的液位测量，其下部取压点通过导压管与变送器的“+”压室相连，其上部取压点与变送器的‘一”压室相连。长由于密闭容器内除了被测液体的静压外容器内还存在气压，再由于气体的可压缩性，所以，在使用过程中一定要将变送器“+”压室导压管内积存的气体排放彻底，确保其测量导管充满被测液体，以免测量信号失真对于容器内含有杂质结晶凝聚或易自聚的被测液体及粘度较大的被测液体，可选用毛细管式差压变送器以避免测量导管堵塞。

3、电容式物位计（1）电容式物位计的工作原理电容式物位计的电容检测元件根据筒形电容器原理，直接把物位变化量转换成电容的变化量，然后通过电容式物位计内部的电子电路将电容变化量转换成标准的电信号，该信号通过信号线路传输到显示仪表或PLC系统进行指示、记录、报警或控制如电容液位计的测量电极由不锈钢电极和外部的绝缘套管构成，这时不锈钢棒作为一个电极，导电液体为另一个电极，绝缘套管作为中间的填充介质，这三者构成了一圆柱形电容器电容式物位计。

（2）电容式物位计的安装安装电容式物位计时应根据现场实际情况选取合适的安装点，要避开下料口及其他料位剧烈波动或变化迟缓的地方，要做好信号线的屏蔽接地，防止干扰。

4、音叉物位开关（1）音叉物位开关的工作原理音叉物位开关的传感器按照其固有频率振动，当传感器浸人被测液体或埋人粉尘类被测介质时，其固有频率会发生变化，此时，电子模块检测出传感器频率变化后将输出一个相应的开关量信号音叉物位开关主要用于探测液体或粉尘类被测介质在某一设定点处物位状态（有料/无料）的变化。

（2）音叉物位开关的安装当音叉物位开关用于高粘性、易结疤的液体或粉尘类被测介质时，其安装方法及要求与电容式物位开关相同物位开关应安装在方便电气接线的地方。

三、安装注意事项（1）仪表设备安装前，应当按照设计文件仔细地核对其位号、型号、规格、材质和附件，外观应完好无损；（2）在安装过程中物位检测仪表属于精密设备，要轻拿轻放避免碰撞；（3）接线盒出线锁紧头要拧紧，以免使水汽、灰尘和脏物进人接线盒中；（4）安装于露天或是灰尘比较大的场所，在物位计的上方加装防护罩，既可保证物位计免受踩踏及碰撞损坏，也起到防雨防尘的作用。

四、结束语物位检测仪表在冶金工业中应用广泛，虽然其产品类别、型号各不相同，但其在工作过程中的稳定性和正确性除了取决于自身性能外还与设备安装过程中的安装方式、安装点位等正确、合理与否直接相关故在物位检测仪表安装前，一定要完全掌握物位检测仪表的工作原理及其性能特点和安装要求，了解相应的仪表施工工艺流程，结合现场应用的实际情况，以确保物位检测仪表得以正确的安装这也是仪表设备正确、可靠运行的根本。

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