器输出信号为4mA 当H= Hmax时，差压ΔPmax=ρgHmax，
变送器的输出信号为20 mA，
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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 H1g (h2 h1)2g
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。
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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。
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。
检尺测量的工具是钢卷尺，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
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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
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。
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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。
（a）无迁移 （b）负迁移 （c）正迁移
ΔP (Pa)
某压力变送器的测量范围：0~5000Pa， 固定差压 (h2 h1=)22g000Pa
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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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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。
压力表测量液位原理
其关系为 P Hg
式中 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
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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
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； 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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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 样严格，对导电介质和非导电介质都能测量，此外还能测量有倾 斜晃动及高速运动的容器的液位。不仅可作液位控制器。还能用 于连续测量。
（或称沉筒）的浮力随液位高度变化而变化的原理来测量液位。前者称为恒 浮力式，后者称为变浮力式。 – (3) 差压式（静压式） 它根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静 （差）压力的变化的原理测量物位。 – (4) 电气式 它根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位。 – (5) 核辐射式 它根据同位素射线的核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚 度变化而变化的原理来测量液位。 – (6) 声学式 它根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化来测量物位
液位——容器中的液体介质的高低 料位——容器中固体或颗粒状物质的堆积高度 界位——两种不溶液体介质的分界面的高低
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检测方法的分类
按测量方式可以分为连续测量和定点测量。 按其工作原理可分为下列几种类型：
– (1) 直读式 它根据流体的连通性原理来测量液位。 – (2) 浮力式 它根据浮子高度随液位高低而改变或液体对浸沉在液体中的浮筒
p0
H 3
1
1—容 器 ；
2—差 压 传 感 器 ；
3—液 位 零 面
＋－ 2
P P0 Hg
式中 P0、P+——分别是液面上部介质压力和液面以下H深度的液体压力。
P P P0 Hg
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零点迁移
（1）压力表安装位置与容器底部不在同一高度 （2）导压管存在液柱
无迁移
特征：差压变送器的正压室取压口正好与 容器的最低液位（Hmin=0）处于同一水 平位置。作用于变送器正、负压室的差压 ΔP与液位高度H的关系为ΔP=Hρg。 当H =0时，正负压室的差压ΔP=0，变送
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超声波液位测量缺点： 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 则严重影响测量精度； 有些物质对超声波有强烈吸收作用，选用测量方法和 测量仪器时要充分考虑液位测量的具体情况和条件。
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电学法
电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感 式和电容式。用电学法测量无摩擦件和可动部 件，信号转换、传送方便，便于远传，工作可 靠，且输出可转换为统一的电信号，与电动单 元组合仪表配合使甩，可方便地实现液位的自 动检测和自动控制。
解：可以利用差压变送器来连续测量其界面，如右图。
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
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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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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。
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
A
H

h

2
A
H

2Байду номын сангаас
A
h

K1

K2h
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
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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
p p1 (h1 h2 h3 )1g h4 2 g h0 g
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p_ p1 h11g (h2 h3 h4 h)0 g
所以仪表的迁移量
p p p (h3 h2 )1g h4 2 g (h2 h3 h4 )0 g 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
P P气 Hg h1g P P气
正、负压室的压差为
P P P Hg h1g
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
-2000
4
0 2000 3000 5000 7000
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 会产生重大的事故。