鹽酸罐液位變送器測量原理

工作原理

• 靜壓式液位變送器：基于靜壓測量原理，當液位變送器投入到被測鹽酸液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓力公式為 $P=\rho \times g\times H+P_0$，其中 $P$ 是變送器迎液面所受壓力，$\rho$ 是被測鹽酸液體密度，$P_0$ 是液面上大氣壓，$H$ 是變送器投入液體的深度。通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 $P_0$ 與傳感器的負壓腔相連，抵消傳感器背面的 $P_0$，使傳感器測得壓力為 $\rho \times g\times H$，進而通過測取壓力 $P$ 得到液位深度5。

• 電容式液位變送器：探極線與導電的鹽酸液體構成一電容器，探極線的金屬內芯為電容的一極，鹽酸液體為電容的另一極，中間為高穩定性的聚四氟乙烯作為兩極之間的介質。隨著液位的變化，液體包圍探極線的面積隨之改變，使構成電容器兩極的相對面積改變，導致電容的變化，根據同心筒狀電容的公式可得出液位高度與電容的關系2。

特點

• 耐腐蝕性強：接觸鹽酸的部件通常采用耐鹽酸腐蝕的材料，如聚四氟乙烯、哈氏合金、鉭等，能夠長期穩定地在鹽酸環境中工作，防止被鹽酸腐蝕而影響測量精度和使用壽命。

• 測量精度高：可以精確地測量鹽酸罐內液位的高度變化，一般能達到較高的精度等級，如 ±0.1%、±0.2% 等，滿足不同應用場景對液位測量精度的要求1。

• 輸出信號標準：常見的輸出信號為 4-20mA DC 二線制信號，也有部分支持數字信號輸出，如 HART 協議等，方便與其他自動化控制系統進行連接和數據傳輸1。

• 多種安裝方式：根據不同的鹽酸罐結構和安裝要求，液位變送器具有多種安裝方式，如法蘭安裝、螺紋安裝、投入式安裝等，便于在各種場合下進行安裝和使用。

選型要點

• 測量范圍：根據鹽酸罐的高度和實際液位測量范圍要求，選擇合適量程的液位變送器，確保其能夠覆蓋所需測量的液位區間1。

• 接液材質：由于鹽酸具有強腐蝕性，必須選擇能夠耐鹽酸腐蝕的接液材質，如聚四氟乙烯、哈氏合金 C-276、鉭等，以保證變送器的使用壽命和測量準確性12。

• 精度要求：根據具體的工藝控制和測量需求，確定所需的測量精度等級，如 ±0.2%、±0.5% 等，以滿足對鹽酸罐液位精確測量和控制的要求12。

• 工作壓力和溫度：考慮鹽酸罐內的工作壓力和溫度范圍，選擇能夠在相應壓力和溫度條件下正常工作的液位變送器，避免因壓力或溫度超出范圍而影響測量精度或損壞設備2。

• 防爆等級：如果鹽酸罐所處的環境存在易燃易爆氣體等危險場所，需要選擇具有相應防爆等級的液位變送器，如隔爆型 Exd II BT4-6、本安型 Exia II CT5 等，以確保安全生產1。

常見類型

• 單法蘭壓力變送器：直接安裝在鹽酸罐的底部或側面，通過測量罐內鹽酸液體的靜壓來計算液位高度。它采用隔離式電容傳感器，具有精度高、可靠性好、響應速度快等特點，適用于常壓或低壓的鹽酸罐液位測量

雙法蘭差壓變送器：用于密閉的鹽酸罐液位測量，通過測量罐頂和罐底的壓力差來計算液位高度。可以避免導壓管堵塞的問題，適用于高壓或有蒸汽的鹽酸罐環境。投入式液位變送器：將變送器的探頭直接投入到鹽酸罐內的液體中，通過通氣電纜使感壓膜片的背壓腔與大氣相通，測量液位不受外界大氣壓變化的影響。具有安裝方便、溫度穩定性好等優點，適用于各種規模的鹽酸罐。電容式液位變送器：利用探極線與鹽酸液體之間形成的電容變化來測量液位，具有結構緊湊、體積小、安裝維護簡單等特點，且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響，適用于各種形狀和材質的鹽酸