雷达、超声波、差压、浮球液位计怎么选？

          现场碰到液位测量，先看的不是仪表品牌，而是工况。

          介质是什么，温度多高，容器带不带压，液面有没有泡沫，罐里有没有蒸汽，介质会不会结晶、挂料，密度变化大不大，这些条件基本确定后，仪表类型也就有方向了。

           雷达、超声波、差压、浮球液位计都能测液位，但它们的测量原理不同，现场受影响的因素也不一样。选型时把测量原理和工况对应起来，比单看量程、精度更实用。

雷达液位计

           雷达液位计是靠电磁波测距离。天线向液面发射信号，信号碰到液面后反射回来，仪表根据传播时间算出距离，再换算成液位。

这种测量方式不靠空气传声，所以罐内温度、压力发生变化时，对测量的影响相对小一些。储罐、反应釜、压力容器，以及带一定蒸汽的场合，经常会用到雷达。

          非接触式雷达还有一个好处，就是天线不需要接触介质。碰到腐蚀性液体、脏介质，或者不方便让测量元件直接接液时，安装和维护会省事一些。

不过雷达也不是装上就能正常测。

            如果罐里有搅拌轴、盘管、加强筋、进料管，这些结构都会形成干扰回波。如果雷达安装位置离罐壁太近，或者正对进料口，雷达液位曲线容易出现跳动。现场调试时要关注回波曲线，把固定干扰信号识别出来。

安装短管也要注意。短管太长、口径太小，天线信号容易受影响。碰到小罐或者内部构件比较多的罐体，安装位置往往比参数设置更关键。

            若介质容易挂料、结晶时，还要考虑雷达天线表面会不会积料。积料越厚，回波状态会跟着变，液位显示就会慢慢跑偏。

雷达比较适合连续液位测量，尤其是罐内温度、压力或者气相条件变化比较多的场合。

超声波液位计

          超声波也是测距离，只不过它用的是声波。

探头发出超声波，声波碰到液面后反射回来，仪表根据往返时间算出探头到液面的距离。

常温、常压的水池、水箱、污水池，用超声波的情况很多。设备不接液，安装也比较简单，现场条件合适时，运行起来比较省心。

超声波的问题主要出在气相空间。

           因为声波需要通过气体传播，罐里蒸汽多、温度梯度大，传播速度就会发生变化。液面泡沫很厚时，声波打到泡沫层以后，反射信号也会不稳定。

真空环境下，普通超声波就不合适了，因为声波没有正常传播条件。

          现场安装还要避开横梁、管道和进料流。有时回波曲线显示忽高忽低，检查仪表没发现问题，后来才查到探头旁边有根管子，一直被回波干扰。

所以超声波更适合常温常压、气相环境比较干净、液面状态比较稳定的场合。

差压液位计

          差压液位计测的其实不是液位，而是液柱产生的压力。

开口容器里，液位和液柱压力的关系公式：ΔP=ρgh

ρ是介质密度，g是重力加速度，h就是液位高度。

          液位升高，液柱压力增加；液位下降，压力也跟着下降。变送器测到压力后，再把它换算成液位。

           密闭容器还要考虑气相压力。一般是高压侧接液相，低压侧接气相，把容器本身的压力抵消掉，再看液柱形成的差压。

差压法在化工、炼化、电力现场用得很多，引压管、双法兰、平衡容器这些配套方案也很成熟。

这类测量需考虑介质密度。

          罐里真实液位没变，如果介质温度变了，密度和差压值也会同时变化。变送器只测量到压力有变化，但它分不清是液位变了，还是密度变了。

所以介质密度波动比较大的场合，用差压测液位时要把这部分误差算进去。

           引压系统也经常出问题。正压侧堵塞、负压侧积液、引压管进气、冬季冻结、阀组内漏，都会让液位显示不正常。

有时候DCS上液位一直在漂，现场实际液面没什么变化，检查到后面发现是引压管的问题，这种情况并不少见。

           双法兰远传能减少引压管堵塞、冻结这类问题，但毛细管填充液受环境温度和安装高差影响，设计时也要留意。

           差压液位计适合介质密度稳定、工艺压力明确的容器。

浮球液位计

           浮球液位计的原理比较直观，液位升高，浮球跟着上升；液位下降，浮球跟着下降，再通过磁耦合、干簧管或者机械结构把位置变化转换成电子信号。

水箱、油箱、小储罐、集水坑等简单工况，经常能看到浮球。

           如果现场只要高液位报警、低液位报警，或者控制水泵启停，用浮球液位计就很直接，不需要把系统做得太复杂。

浮球的问题主要是机械动作容易受介质影响。

          介质太黏，浮球动作会发涩；容易结晶，时间长了会卡住；污水里纤维、塑料、杂物比较多，也容易缠住浮球。

          但介质密度变化大时，浮球的浸入深度也会波动，动作位置也会跟着有偏差。所以浮球适合介质比较干净、机械活动空间够、控制要求不复杂的场合。

几种常见工况怎么判断

         常压清水池，没有蒸汽，也没有厚泡沫，用超声波比较顺手。如果现场风比较大、安装位置受限，或者池内条件比较复杂，再看雷达是否更合适。

高温反应釜，罐内带压又有蒸汽，可选雷达或差压。如果介质密度比较稳定，差压方案可直接用；若密度变化明显，就要关注液位换算误差。用雷达时，则要关注泡沫、介电特性和罐内构件的情况。

         介质密度常变化，就要慎用差压液位计了，因为密度变化会直接带来显示偏差。此时可考虑雷达，如果是常压、无蒸汽的简单工况，也可以关注超声波。

污水池要先看泡沫和杂物。泡沫不多、气相环境稳定，超声波可以用；泡沫明显或者环境干扰较多，雷达一般更省调试。浮球做泵启停时，要看池里有没有纤维、塑料袋这类容易缠绕的东西。

普通水箱只做高低液位报警，浮球液位计就够了。如果还要连续显示液位，再选超声波或者雷达。

容易结晶、挂料的介质要考虑维护条件。浮球会不会卡，取压口会不会堵，雷达天线会不会积料，超声波探头会不会结露，这些都比纸面参数更影响长期运行。

液位计选型顺序

先了解介质性质，确认腐蚀性、黏度、密度、结晶和含固情况。

再看温度和压力，常压水池和高温压力容器的选法差别很大。

接着看气相空间，有没有蒸汽、泡沫、真空和明显气流。

然后看罐体结构，搅拌器、盘管、进料管、加强筋都会影响非接触测量。

还要确认工艺到底要连续液位，还是只要高低液位报警。

这些条件对上以后，再去看量程、精度、材质、防爆等级和通讯方式，选型会顺很多。

液位计选型，要看哪种测量原理更适合现场。参数能满足要求只是基础，长期运行稳不稳，很多时候取决于工况判断和安装细节。