压力表测量液位原理
其关系为
式中
P Hg
P—测压仪表指示值 H—液位的高度ρ—液体的密度g—重力加速度
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密闭容器
测量容器底部压力，除与液面高度有关外，还与液面上部介 质压力有关，其关系为
p0 1 H 3 ＋－ 2 1 —容器； 2 —差压传感器； 3 —液位零面
P P Hg 0
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电容式液位计
电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进 行测量。 电容式液位计的结构形式很多，有平极板式、同心圆柱式等等。 它的适用范围非常广泛，对介质本身性质的要求不象其它方法那

单法兰式 双法兰式
法兰式差压变送器测量液位示意图 1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器
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例1．如下图所示是双法兰式差压变送器测量密闭容器中有结晶液体的液 位，已知被测液体的密度ρ=1200kg/m3，液位变化范围为H为0~950mm， 变送器的正、负压法兰中心线距离H0=1800mm，变送器毛细管硅油密度 ρ1=950kg/m3，试确定变送器的量程和迁移量。 解：液位的变化范围为0~950mm时，差压的变化量为
=2000Pa
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迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。 迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。 迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小。
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用法兰式差压变送器测量液位
为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、 易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使 用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如下图 所示。 法兰式差压变送器 按其结构形式
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分类
超声波液位计按传声介质不同，可分为气介式、液介式和固介式三种；
按探头的工作方式可分为自发自收的单探头方式和收发分开的双探头方式。
单探头液位计使用一个换能器，由控制电路控制它分时交替作发射器与接 收器。 双探头式则使用两个换能器分别作发射器和接收器，对于固介式，需要有 两根金属棒或金属管分别作发射波与接收波的传输管道。

检尺测量时，先对罐内液位高度进行测定，再根据罐的横截面积
或大罐容积表，计算罐内液体体积和质量。

检尺测量工具是钢卷尺，其下端带有铜质重锤。为方便量油操
作，在罐顶设有量油口。量油口下装有量油管，管子底端钻有孔
眼与液体连通。设置量油管的目的是为了减小罐内液面波动对量 油的影响。
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磁翻转液位计

磁翻转液位计结构牢固、工作可靠、显示醒目。
当被测液位H=0时，ΔP=h1ρg >0，从而使变送器在H=0时输出电流 大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于20 mA。
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I0(mA)
20
4 -2000
0 2000 3000 5000
7000
ΔP (Pa)
（a）无迁移
（b）负迁移
（c）正迁移
(h2 h1 ) 2 g
某压力变送器的测量范围：0~5000Pa， 固定差压
因ρ2密度比较高，所以用采用法兰液面计测量 ρ1、ρ2的界位。液位计毛细管内充有硅油， 其密度为=0.95g/cm3。
（1）仪表的量程是指当界位由最低升到最高时， 液面计上所增加的压力。故量程为
pmax h3 ( 2 1 ) g
（2）当界面最低时，仪表正、负室压的压力ρ+、ρ-分别为
动检测和自动控制。
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电阻式液位计
电阻式液位计既可进行定点液位控制，也可进 行连续测量。 所谓定点控制是指液位上升或下降到一定位置 时引起电路的接通或断开，引发报警器报警。 电阻式液位计的原理是基于液位变化引起电极
间电阻变化，由电阻变化反映液位情况。
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该液位计的两根电极是由两根材料、截面积相同的具有大电阻率的电阻棒
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电感式液位计
电感式液位计利用电磁感应现象，液位变化引起线圈电 感变化，感应电流也发生变化。 电感式液位计既可进行连续测量，也可进行液位定点控 制。 传感器由不导磁管子、导磁性浮子及线圈组成。管子与 被测容器相连通，管子内的导磁性浮子浮在液面上，当 液面高度变化时，浮子随着移动。 线圈固定在液位上下限控制点，当浮子随液面移动到控 制位置时，引起线圈感应电势变化，以此信号控制继电 器动作，可实现上、下液位的报警与控制。 图中：1、3-上下限线圈； 2-浮子
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钢带浮子式液位计
直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液 位计，一般只能就地显示。
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浮筒式液位计
浮筒式液位计属于变浮力液 位计，当被测液面位置变化时， 浮筒浸没体积变化，所受浮力也 变化，通过测量浮力变化确定出 液位的变化量。
液位高度变化与弹簧变形量成 正比。弹簧变形量可用多种方法 测量，既可就地指示，也可用变 换器(如差动变压器)变换成电信号
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密封容器上层气体为可凝结蒸汽 负迁移
差压变送器的正、负压室的压力分别为
P P气 H1g h12 g
P P气 h2 2 g
正、负压室的压差为
P P P H1 g (h2 h1 ) 2 g
当被测液位H=0时，ΔP=-（h2-h1）ρ2g<0，使变送器在H=0 时输出电流小于4 mA；H=Hmax时，输出电流小于20 mA
进行远传控制。 图中： 1-浮筒；2-弹簧；3-差动变 压器 。
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静压式液位计
依据液体重量所产生的压力进行测量。由于液体对容器底面产生的静压
力与液位高度成正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出液位高
度。
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敞口容器
多用直接测量容器底部压力的方法。如图所示，测压仪表通过导 压管与容器底部相连，由测压仪表的压力指示值，便可推知液位 的高度 。

由于被测液体被完全密封，使用磁耦合传动，因而可以测量高温、
高压及不透明的粘性液体，如原油、污水等。

缺点是经长期使用后，磁钢磁性退化，翻板轴磨损易造成指示错
误．故应定期检查与校正。
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浮力法
浮力法测液位是依据力平衡原理，通常借助浮子
一类的悬浮物，浮子做成空心刚体，使它在平衡时能
够浮于液面。当液位高度发生变化时，浮子就会跟随 液面上下移动。因此测出浮子的位移就可知液位变化 量。 浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式、 浮筒式等等； 按机构不同可分为钢带式、杠杆式等。
会产生重大的事故。

例如油罐液位测量控制不好，会出现抽空或溢油“冒顶”事故； 油气分离器液位偏高或偏低会出现“跑油”、“窜气”事故，严 重影响后序设备的生产和安全； 电脱水器中油水界面高了会破坏电场．低了会使放水中带油，影 响生产。

2
物位的基本概念

物位——指容器中的液体介质的液位、固体的 料位或颗粒物的料位和两种不同液体介质分界 面的总称。

不仅可进行连续测量和定点测量，还能方便地提供遥测或遥控信 号； 能测量高速运动或有倾斜晃动的液体的液位，如置于汽车、飞机、 轮船中的液位。

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超声波液位测量也有缺点：


超声波仪器结构复杂，价格相对昂贵；
当超声波传播介质温度或密度发生变化，声速也将发
生变化，对此超声波液位计应有相应的补偿措施，否
油气储运自动化液位测量
1
液位测量必要性

在油气储运过程中，精确测定储油大罐中的液位高度，是正确计
算储油量、确定库存、计算输量的重要措施。

在油气生产中，特别是在油气集输储运系统中，石油、天然气与 伴生污水要在各种生产设备和罐器中分离、存储与处理，物位的
测量与控制，对于保证正常生产和设备安全是至关重要的，否则
4
直接测量法
直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通器的原
理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过标尺读出液
位高度。 玻璃管液位计。
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人工检尺液位测量

人工检尺液位测量是对各种储罐内的液体进行体积和质量测定的
种基本方法。

具有操作简单、计量准确、无须辅助设备的特点，仍是目前各油 田原油集输过程中的一种主要计量方法。
组成，电阻棒两端固定并与容器绝缘。整个传感器电阻为
R
2 H h 2 H 2 h K 1 K 2 h A A A
该传感器的材料、结构与尺寸确定后，K1、K2均为常数，电阻大小
与液位高度成正比。 连续测量的电阻式液位计原理图。 1-电阻棒； 2-绝缘套； 3-测量电桥
p 0, 则为正迁移，迁移量为 p; p 0, 则无迁移； p 0, 则为负迁移，迁移量为 p
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超声波法
超声波液位计利用波在介质中的传播特性。 因此，
在容器底部或顶部安装超声波发射器和接收器，发射 出的超声波在相界面被反射。并由接收器接收，测出 超声波从发射到接收的时间差，便可测出液位高低。
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(a)气介式
(b) 液介式 单探头超声波液位计
(c)固介式
超声波液位测量有许多优点：

与介质不接触，无可动部件，电子元件只以声频振动，振幅小，
仪器寿命长； 超声波传播速度比较稳定，光线、介质粘度、湿度、介电常数、

电导率、热导率等对检测几乎无影响，因此适用于有毒、腐蚀性
或高粘度等特殊场合的液位测量；
差压变送器高度改变，但只要正负取压点位置间距离(h2-h1)不变，其迁移量不变。
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变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0）不 在同一水平位置 正、负压室的压力分别为 正迁移
P P气 Hg h1 g
P P 气
正、负压室的压差为
P P P Hg h1 g