浮子（zǐ）液位（wèi）計測量原理

　　磁（cí）浮子液位計是基於恒浮力（lì）原理製（zhì）成的液位（wèi）檢（jiǎn）測儀表，其核心部件是一個內部中空的不鏽鋼金屬（shǔ）浮（fú）子（zǐ）。基於不同的液（yè）體（tǐ）密度廠家製造出高度不同的浮子，保證浮子（zǐ）在液體中能夠剛剛飄（piāo）浮露出上部的圓弧形頂部空（kōng）間，始終保（bǎo）證浮子漂浮在液麵之上，這樣介（jiè）質的液位變化就會引（yǐn）起浮子的高（gāo）度變化，隻要檢測出（chū）浮子的高度就可知介（jiè）質的液位。

　　實際使用中的液體介質密度會隨著物料組分和溫度變化出現一些偏（piān）差，偏離正常的理論密度（dù）。由於浮子在液麵上有（yǒu）一個弧形的頂部空間作（zuò）為緩衝，液體（tǐ）密度較小（xiǎo）偏離正常值，浮子所受浮（fú）力有輕微的變化，重新進（jìn）行力的平衡，浮子露出液（yè）麵的高度會有小（xiǎo）幅度的變化，隻要（yào）滿足浮子不全部淹沒於液麵以下，浮子就能真實的（de）反映出液體的（de）液麵高（gāo）度。

　　由於浮子具（jù）有一定的介質密度變化自（zì）適應的（de）特點，因此其浮子（zǐ）的（de）高度真實的表征了液體的高度，在工業現場應用非常普遍（biàn）。

　　磁浮子液位計的（de）構造

　　浮子高度的檢測是（shì）通過磁性傳導來實現的，根（gēn）據液（yè）位計磁性材（cái）質所在位置的（de）不同，磁浮子液位計分為內裝式液（yè）位計（jì）和外裝式液位計兩種類型。

　　現場（chǎng）使用的磁浮子液位計如圖：

　　內裝式磁浮子液位計

　　內裝（zhuāng）式磁浮子（zǐ）液位計，本身不設置測量筒（tǒng），浮子直接安裝於液體的容器中，適用於被測液體無壓力的開口容器或（huò）微壓的密封儲罐的液位測量，如：零位罐、地下池（chí）的液位檢測。磁浮子液位計從這些容器（qì）池的（de）上部安裝，因此內裝式（shì）浮子液位計也叫頂裝式磁浮子液位計。

　　浮子直接安裝於（yú）液體的容器中，浮子的高度始終（zhōng）在地麵以下，人員無法觀察浮子的高度。浮子本身不帶有磁（cí）性，其頂端固（gù）定一細長的金屬傳導杆，傳導杆（gǎn）伸入地麵以上的保護筒中，傳導杆的（de）頂端安裝一磁性的金屬小球，當低端的測量浮子在液麵低時，傳導杆頂部（bù）的磁性浮（fú）球正處於外部護套筒的低（dī）端。在護套筒外表麵安（ān）裝就地指示的紅白磁（cí）性轉珠（zhū）麵板，磁珠受導杆頂部（bù）的磁球（qiú）磁性影響反（fǎn）轉而出現顏色變化（huà），由此能（néng）夠指示出浮子的高度即液體的液位高度。

　　為防止液體（tǐ）的晃動對（duì）浮子產生橫向的衝（chōng）擊波動，內（nèi）裝式磁浮子液位計在安裝法蘭處設有（yǒu）一個縮徑的限位孔，廠家提供帶有消（xiāo）波的鏤空金屬筒已減輕浮子在容器中的橫向波動性，用（yòng）戶根據現場情（qíng）況而定。

　　外裝式磁浮子液位計

　　外（wài）裝（zhuāng）式磁浮子液位計，浮子不直接安裝（zhuāng）於（yú）液體的容器中，通過一個連通器的測（cè）量筒與容器的側壁相連。因此也叫（jiào）做（zuò）側裝式磁浮子液位計，主要用於地（dì）麵以上的儲罐（guàn）、臥罐、塔器的液位測量。

　　外裝式磁浮子液位計的（de）浮子安裝在測（cè）量筒中，測量筒的外部安（ān）裝（zhuāng）有現場指示的（de）紅白磁珠麵板，人員觀察方便（biàn），因此測量筒中的浮子不用另設傳導杆，浮子上部圓弧金屬筒中內置磁鐵，浮子的高度通過磁性（xìng）傳導到外麵（miàn）的麵板磁珠上，從而能夠指示（shì）出液（yè）體的（de）高（gāo）度。

　　磁浮子液位計內浮（fú）子的（de）結構如下圖所示：

　　遠傳測量（liàng）變送器

　　如果磁浮子液（yè）位計的液位信號需要遠傳到控（kòng）製室顯示，那麽隻需在磁浮子液位計麵板的側麵安裝遠傳測量杆即可實（shí）現，內裝式和外裝式磁（cí）浮子液位計的遠傳測（cè）量杆的型（xíng）號和安裝（zhuāng）位置相同。

　　遠傳測量杆也叫磁浮子變送器，其通過一個（gè）與測量筒同（tóng）樣長的電路板（bǎn），線性的把浮子的變化（huà）轉換為（wéi）電阻值，然後經（jīng）過變送器電路（lù）板進行處理輸出4—20mA信號。

　　電阻測量電路板安裝在一個不鏽鋼的護套管內，電路板由相同阻值的電阻串聯（lián）而成，每個電阻的末端與電路板（bǎn）電源（yuán）進線間並聯（lián）一（yī）個幹簧管，幹簧管內部有一（yī）個對磁性敏感的小觸點，遇到磁浮子的磁性時觸（chù）點（diǎn）吸合，此幹簧管以下的所有電阻被短路，電路板的電阻值變（biàn）小使變（biàn）送器輸出電流變大。磁浮子上升或下降後幹簧管的觸（chù）點在釋放，此點的電阻恢複功（gōng）能。

　　下圖為磁浮子液位計的遠傳測量杆

　　安裝（zhuāng）注意事項（xiàng）

　　內裝式磁浮子液位計（jì）

　　為防止被測液（yè）體的晃動對浮子產生橫向（xiàng）的衝擊波動，內裝式（shì）磁浮子液位（wèi）計在安裝法蘭處設（shè）有一（yī）個縮徑的限位孔，但這樣（yàng）的措施隻能適應液體輕微晃動的情況。

　　現場安裝內裝式（shì）磁浮子液位計（jì）要遠離容器的液體進出口，選擇液體波動小的角落安裝（zhuāng）。廠家（jiā）提供帶有消波的鏤空金屬筒已減輕浮子在容器中的橫向波動性，用戶可根據現場情況選（xuǎn）用。

　　內裝浮子（zǐ）結（jié）構如（rú）圖所示（shì）：

　　外裝式磁浮子（zǐ）液位計

　　外裝式磁浮子液位計的測量筒是一個與容器側壁連接的連通器，為保證使用安全和維修方便，外裝式磁浮（fú）子液位計與容器之間的上下連接（jiē）管應安裝手閥，磁浮子液位計測量筒下部應該安裝安全可靠的排汙泄壓閥。

　　外裝式磁浮子（zǐ）液位計測量筒中的被測液體裸露在容器外部，若是易冷凝結晶的物質，則需在（zài）測量筒外部進行伴熱保溫措施。

　　遠傳變送器的安裝

　　磁浮子液位計遠傳測量杆的安裝要把測量杆內幹簧管的位置緊貼（tiē）測量筒的內側，遠傳杆的固定要使用不導磁的金屬卡，嚴禁（jìn）使（shǐ）用鐵絲等易導磁的（de）金屬物固定，特別是有保溫措施的外裝式磁浮子液位計防止保溫材料（liào）用鐵絲固定（dìng）。

　　常見故障及處理

　　磁浮子液位計在使用中會出現一些故障，主要表（biǎo）現為液位不變化、液位突變、麵板指（zhǐ）示不準，遠傳與現場指示不一致等故障。從磁浮子的結構進行分析，可把上述故（gù）障細（xì）分為以下四部分。

　　一、髒汙

　　浮（fú）子外表附著（zhe）汙物是磁浮子液（yè）位計故障的（de）主要原因。

　　外裝式（shì）磁浮子（zǐ）液（yè）位計

　　浮子本身帶有磁性，長期使用中液體中的雜質會逐漸吸附到浮子外表特別是帶有磁性的外表麵，導致浮子外表畸形變（biàn）大，在測量筒中空間減小，與測量筒（tǒng）內壁摩擦力變大，出現浮子卡澀現象，情況嚴重時會卡在（zài）測量筒中，致使（shǐ）磁（cí）浮子（zǐ）液位計的液位不變化（huà）或間歇性的（de）液位突變。

　　磁浮子磁性外表麵處吸附的汙物減弱了磁性，浮子外部麵板磁珠和遠傳測量杆所受到磁性減弱致使（shǐ）顯（xiǎn）示不準，嚴重時無法感受磁性而失靈。

　　測量筒（tǒng）中（zhōng）的液體（tǐ）長期處於不流（liú）動的狀態（tài），液（yè）體變質汙物沉澱增多，加重了磁性（xìng）浮子外表麵和測（cè）量（liàng）筒內壁的髒汙程度（dù），使磁性浮子上下浮動（dòng）的摩擦力變大，而出（chū）現（xiàn）間歇性畫直線的故障（zhàng）現象。

　　內裝（zhuāng）式磁浮子（zǐ）液位計

　　雖然測量浮子本身不帶磁（cí）性，但長期處於液體中，浮子表麵也（yě）會吸附一些雜質，特別是被測介質為汙水（shuǐ）、汙油等髒汙液體時，浮子吸附汙物的現象很嚴重。

　　汙物的清理

　　對待髒汙引起的磁浮子液（yè）位計故障的處理沒有根除的法（fǎ）子，隻能人工拆卸清（qīng）洗。外裝式（shì）磁浮子液位計要把儀表前方的手閥關閉排汙泄壓後從測量筒下方的密封法蘭處拆卸，取出浮（fú）子用抹布和清水清洗，內浮子液位（wèi）計（jì）需要（yào）把儀表（biǎo）拆卸放倒對浮子汙物進行清除（chú）。

　　二、麵板故障

　　現場使用的磁浮子液位計常常會出現麵板的磁（cí）珠指示不準確，液位指示不（bú）連續，代表液位的紅（hóng）色磁珠中有白（bái）色顯示，空液位的白色磁珠中有一部（bù）分是（shì）紅色液位指（zhǐ）示，情況糟糕的時候紅白磁珠雜（zá）亂不堪。

　　故障分析：麵板使用過久，有的磁珠出現（xiàn）消磁現象，磁珠（zhū）之間有贓物（wù）卡澀，測（cè）量筒中的磁球磁性消弱，浮（fú）子上升（shēng）下降太快（卡澀時）麵板來（lái）不及反應。

　　處理：用一塊小磁鐵或帶有（yǒu）磁性的螺絲刀先確定測量筒內磁浮子的（de）高（gāo）度位置，然後在浮子處向（xiàng）下緩慢畫過麵板的磁珠讓其磁珠全（quán）部變為紅色，對於磁浮子上方的磁（cí）珠處理（lǐ）方法也是（shì）如此，讓其全部變為白色。如果無（wú）法消除檢查麵板之間磁珠有（yǒu）無卡（kǎ）澀、變形現象並進行處理，若（ruò）仍無法解決則需更換麵板。

　　現場安裝（zhuāng）的外裝式磁浮子液位計麵板顯示不準

　　三、安裝（zhuāng）問題

　　內裝（zhuāng）式磁（cí）浮子液位計的安裝一定要做到（dào）垂直，否則金屬傳導（dǎo）杆與限位（wèi）孔的摩擦力變大會出現卡澀現象引起液位顯示（shì）不（bú）準。內裝（zhuāng）式磁浮子液位計在液體（tǐ）容器內晃動嚴（yán）重則需更換安裝（zhuāng）地（dì）點或加防波管。

　　外裝式磁浮（fú）子液位計的蒸（zhēng）汽伴熱不能緊靠（kào）測量筒（tǒng）及麵板和遠傳（chuán）測量杆，伴熱線、保溫材料、麵板（bǎn）及測量杆不能使用導磁的鐵絲固定（dìng）。

　　四、遠（yuǎn）傳測量杆

　　遠（yuǎn）傳測量杆安裝不當或出現故障會造成遠（yuǎn）傳信號與現（xiàn）場麵板指示不一（yī）致甚至失靈故障。測量杆內的幹簧管在長期的使用中，頻繁的吸合和釋放其出現觸點接觸不良或損壞的情況而失去（qù）通斷電阻的能（néng）力。若測量杆內幹簧管的觸點（diǎn）沒（méi）有緊貼測量筒，磁浮子的磁性（xìng）對於幹簧管的吸力變弱甚至失去作用會導致遠傳失靈。

　　磁浮子液位計遠傳校準

　　磁浮子液位計遠傳（chuán）變送器電路板內設有零點、滿度調整旋鈕，長（zhǎng）期的使用中會出現零飄的現象而使零點（diǎn）飄逸，此（cǐ）時（shí）要進（jìn）行調整。遠傳變送器的零點、滿度校準簡單，可（kě）在不拆卸儀表的情況下在線校準。

　　校準之前先讓磁浮子處於液位低處，外裝式磁浮子液位計（jì）隻（zhī）要切出前方手閥、排汙泄壓後即可實現，內裝式磁浮子液位計可以使用人工調整傳導杆到低處的方法來實現，也可在（zài）工藝液位為零是進行。

　　磁浮子遠傳變送器電路（lù）板校準旋鈕如圖所（suǒ）示：

　　零（líng）點校準

　　確認浮子處於低時（shí），調整變送器的零點旋鈕，使其輸（shū）出電流為4mA。

　　量程校準

　　用一個磁鐵放置（zhì）於液位計的高液位處，調整變送器的旋鈕，使其輸出（chū）電流為20nA。

　　零點、滿度確認（rèn）

　　確認調整：拿（ná）掉磁鐵看（kàn）變送器的輸出（chū）是否為4mA，若不是在調整，然後在放置磁鐵在高處觀察變送器的輸出為20mA，直到準確為止。

　　線（xiàn）性度（dù）及中間壞點檢測

　　用磁鐵貼著測量杆緩慢的沿著磁浮子的測量筒從下向上滑動，觀察變送（sòng）器輸（shū）出的電流（liú）變化是否均勻（yún），有無跳變現象。如有電流突變，在此處做好標記（jì），上（shàng）下測試幾次確認，然後拆卸測量杆的電路板查看此處的幹簧管是否損壞，並處理。

　　維護（hù）改進（jìn）

　　外裝式磁浮子液位計在實際清汙中，對於現場安裝環境惡劣險峻不易拆卸（xiè）的情況下，進行維護改進。利用測量筒上（shàng）部的（de）排氣絲堵，引進蒸汽和清水管線，可（kě）以在不拆卸磁浮子的情況（kuàng）下進行一定（dìng）程度的除汙清洗。

　　操作方法：關閉磁（cí）浮子（zǐ）液位計前方的上下手閥，開（kāi）啟排汙（wū）閥，開啟（qǐ）清水\蒸（zhēng）汽注入閥，讓較高壓（yā）力的（de）清水或蒸汽衝洗測量筒內部的磁浮子，多衝洗（xǐ）幾遍即可清洗幹淨。然後在把磁浮子液位計（jì）複（fù）原。

　　缺點：高溫高壓蒸（zhēng）汽對於磁浮子的磁性有消（xiāo）磁影響，會加速磁浮子（zǐ）的磁性消減（jiǎn），清洗時應盡量減小蒸汽吹掃時間。

　　總結

　　磁浮（fú）子液位計是（shì）一種結構簡單可信（xìn）度高的液位檢測儀表，在生產（chǎn）中應用非常廣泛。磁浮（fú）子液位計故障的主要原因就是浮子外表附著介質中的雜質，而致使浮子卡澀，上下浮動性變差（chà）。因此使用中儀表人員要定期對浮（fú）子（zǐ）進行（háng）除汙清洗維護工作，盡量減少液位計的故障率，使其處於佳運行狀態。