新一代吹气法液位计及其应用

　　1 引言

　　吹气法液位计是非接触式的液位计，其输出压力能够自动跟随吹气管出口压力的变化而变化，并保持输出气体流量稳定，通过测量吹气管间的差压而测量出测量罐的液位。吹气法液位计适用于高温、高真空、高粘度、强腐蚀性、易凝固、易结晶或含有悬浮颗粒聚合物高温熔体及核工业各类放射性物料等各种恶劣的测量条件，应用广泛。在化纤装置中普遍采用吹气法液位计测量反应器以及收集槽等的液位，用吹气法液位计测量的反应器液位是反应器发生化学反应最重要的参数之一。

　　2 基本原理

　　吹气法测量装置的原理如图1所示。

　　吹气介质通过过滤减压阀后经转子流量计和恒流量阀缓慢地从容器鼓泡排出液面，吹气法液位计一般要求吹出气体的数量在1min几十个气泡即可。由于吹气管A排出的气体的流量非常小，吹气管A处气体压力与吹气管A处液体介质的压力相等，吹气管B处气体压力PB等于A处气体压力PA加上AB两处的压力损失△PAB，吹气管D处气体压力PD等于C处气体压力PC加上CD两处的压力损失△PCD，通过差压变送器测量BD两处的差压PBD即得到容器的液位h。

　　由此可得出：

　　负压侧吹气：

　　AB，CD之间的压力损失和AB两处的管线距离以及流量有关，在设计取压时尽量让AB的距离和CD的距离一致，两处恒流量阀的流量一致：

　　这样公式(5)变成：

　　式中：

　　ρ为液体密度;

　　g为重力加速度。

　　通过测量BD处的差压PBD即可计算出容器的液位h。

　　3 恒流量阀原理

　　恒流量阀出口压力变化的流体经针阀流入下室后经控制阀排出，输入压力接至上室，上下室由隔膜分开，由于弹簧和薄膜的作用，上下室的差压保持常量，针阀出入口的压差即保持常量，针阀的开度和介质的流量成正比，通过入口转子流量的流量显示调节针阀的开度即可调节恒流量阀的流量为恒定的流量要求。衡流量阀原理如图2所示。

　　4 新一代吹气法液位计的技术革新

　　第一代吹气法液位计吹气管路非常复杂，吹气管采用螺纹连接，泄露点非常多，对于密闭容器特别是真空度非常高的反应器使用时受限制，不便于对液位计的投运及维护。

　　第一代吹气法液位计采用针阀和限流孔板调节气体流量，根据流体力学原理在节流后的绝对压力与节流前的绝对压力之比小于或等于0.528(临界压缩比)，其流量不再随节流元件前后的压力差的增大而变化，这种设计能起到限流的作用，但是工艺状况复杂时稳流的精度不高，而且受当时变送器的测量精度不高的局限，吹气法的测量精度只能达到0.3%，而且防堵措施非常有限。