音叉液位開關創新用于垂直管道中流動液體的測量

　　針對垂直管道中流動液體的測量，經常會有用戶咨詢用哪一種液位儀表更精準可靠？那么，有沒有能夠可靠測量垂直管道中流動液體的測量儀表呢？針對用戶的應用需求，本文介紹一種可行且實用的解決方案：音叉液位開關創新用于垂直管道中的流動液體測量。

　　我們先來分析下測量垂直管道中的液位都有哪些難點？

　　1．垂直管道中通常流速快、壓力大，流動的介質對儀表探頭具有較大的沖擊力；

　　2．垂直管道內液體流速較快，對儀表響應速度要求較高；

　　3．垂直管道中液體往往是間歇式輸入，管道不會100%填滿，液體介質中就會混有各種氣體，液體中一般帶有氣泡；

　　4．管道里面一般空間狹小，測量儀表的安裝位置和安裝方式受限。

　　針對上述垂直管道流動液體測量的四大測量難點，要實現液位的可靠測量，必須通過選擇合適的液位測量儀表并結合其安裝方式創新性綜合考慮，以解決和避開這些難點。

　　目前，液位測量中音叉液位開關無疑是應用非?？煽亢推毡榈臏y量設備。音叉液位開關要成功用于垂直管道的流動液體測量，除需要本身具有可靠的質量外，還需要在安裝方式上下功夫。根據計為音叉液位開關的特點，結合長期累積的大量實踐經驗，我們提出了音叉液位開關在垂直管道中兩種創新的安裝方式。

　　方式一：在垂直管道旁加一個儲液槽

　　如上圖所示，在垂直管道旁加一個儲液槽，儲液槽上加焊接引流板，以確保液體介質可進入儲液槽。儲液槽下部開回流管，以便于儲液槽的液體介質能及時回流到垂直管道，回流管的直徑d的大小應該根據附加儲液槽的大小、容量以及對測量響應速度的要求而定，還可在回流管上加裝一個調節閥。

　　實際操作中，要根據具體的工況（流量流速和測量響應速度要求等）計算、預估和設計儲液槽的大小和容量，并通過調節閥使得管道中有液體時進入儲液槽的液體介質可較快地浸到叉體，管道中沒有液體介質時，儲液槽里面的液體又可較快地通過回流管回流到垂直管道，從而使儲液槽中的音叉液位開關輸出信號與垂直管道的液體填充或液位在響應時間上滿足工況控制的要求。

　　方式二：垂直管道引出立管，儀表加裝U型槽

　　下圖為加裝U型槽的結構示意圖。其中，U型槽A視圖如垂直管道左側所示。U型槽的可用半徑為R（約20mm），厚度1mm的圓管切割掉1/4左右后焊接于配套法蘭上，U型槽總長應超過探頭長度，伸長部分L1的長度約10mm左右。U型槽末端應伸進垂直管道內，如圖L2所示，L2的長度為10～20mm左右。U型槽末端封堵高度與叉體下部平齊。U型槽的具體尺寸應視管道大小和安裝位置而定，且在安裝時，U型槽的開口朝上，正對水流方向。

　　該設計原理是U型槽末端的擋板會擋住U型槽里面的液體。當垂直管道有液體流下時，U型槽液位增加并浸漫探頭，從而使儀表發出報警信號，當垂直管道沒有液體流下時，U型槽內的液體快速流失，探頭露出，音叉液位開關類似處于高位工作狀態。

　　安裝方式固然重要，選擇合適的液位開關同樣重要。計為Ring-11音叉液位開關是一款高可靠性專用于液位測量的控制開關。其探頭長度僅有40mm，不僅適用于容器、儲罐、槽罐中的液位測量，而且適用于管道等狹小空間的液位測量。音叉液位開關的測量原理是通過壓電器件實現叉體的振動驅動與檢測。當叉體與被測液體接觸時，叉體的諧振頻率明顯降低，振動頻率的變化直接反映在壓電檢測器件的輸出信號上，檢測電路對頻率的變化進行判別并輸出一個開關信號。

　　目前，計為Ring-11音叉液位開關已取得SIL證書（（可在國家認證認可監督管理委員會官網進行查詢））、CE認證、氣體隔爆、氣體本安、氣體粉塵雙防爆證書，安全系數高，能應用于各種防爆等級要求高的危險場所。計為Ring-11音叉液位開關系列還配置有NAMUR規格輸出，在滿足防腐工況方面，在材質上可選哈氏合金或防腐涂層。

　　河南平頂山一化工企業設計工程師從設計之初就與計為工程師溝通，了解到垂直管道液體測量的各種難點后，經綜合評估，接受了計為工程師的建議，改變了原設計的安裝方式，有效規避了測量難點。儀表投入使用至今，運行良好、準確可靠，未出現誤報警的情況。