1 、傳統(tǒng)自來水液位計:
1.1 、組成結(jié)構(gòu):
傳統(tǒng)自來水液位計由浮球、傳動部件、顯示系統(tǒng)組成, 其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

利用浮球密度小、漂浮在被測介質(zhì)界面之上的特征, 傳動部件將浮球的位置傳遞到顯示系統(tǒng);顯示系統(tǒng)將傳動部件傳遞的浮球位置信息通過機(jī)械、電子、電磁、光學(xué)等不同形式顯示。按其結(jié)構(gòu)形式, 浮子可分為杠桿式、平衡式、導(dǎo)桿式、連桿式、連通管式。
1.2 、工作方式：
傳統(tǒng)自來水液位計是利用恒浮力原理工作的液位測量儀器。密度比被測液體小的浮球, 受到浮力的作用漂浮在被測介質(zhì)表面, 通過測量浮球的位置變化反映被測介質(zhì)在罐體中的液位情況。目前, 自來水液位計分為磁性自來水液位計和浮球自來水液位計兩類。磁性自來水液位計也稱為磁翻轉(zhuǎn)液位計, 是安裝于現(xiàn)場的顯示儀表。其原理為:裝有永久磁鐵的浮子依靠浮力漂浮在被測介質(zhì)表面時, 隨著介質(zhì)液面的變化, 擁有磁性的浮子也與液面發(fā)生一致變化, 并通過磁*間相互作用使雙色磁翻柱發(fā)生翻轉(zhuǎn), 進(jìn)而顯示液位。磁性自來水液位計則是一種具有遠(yuǎn)傳功能的測量儀表。其原理為:在傳感器中等距離安裝一定數(shù)量的電阻, 當(dāng)浮球到達(dá)某一位置時就會將電阻兩側(cè)接通;通過測量輸出端的電阻信號值的大小, 即可換算出該處液位, 然后再由變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4~20 m A電流信號, 并被遠(yuǎn)傳至中央控制室計算機(jī)或二次儀表顯示。
傳統(tǒng)自來水液位計具有四個特點(diǎn): (1) 安全可靠, 適用于易燃、易爆液體液位測量; (2) 不受多種外界因素的限制, 適用于黏度大的介質(zhì)、有毒或無毒衛(wèi)生型介質(zhì)、有腐蝕性介質(zhì)的物位測量; (3) 具有就地顯示直讀性, 讀數(shù)直觀, 清晰明了; (4) 無需多組液位計組合, 單機(jī)運(yùn)行即可實現(xiàn)測量功能, 具有較強(qiáng)的單體全量程測量功能。
2 、傳統(tǒng)自來水液位計測量的干擾因素：
傳統(tǒng)自來水液位計是一種采用恒浮力原理工作的液位測量儀表, 目前被廣泛應(yīng)用于地下槽體的液位測量。當(dāng)被測量介質(zhì)液面平靜時, 浮球工作環(huán)境比較好, 在導(dǎo)管中可以平穩(wěn)地上下運(yùn)動, 且能準(zhǔn)確測量出介質(zhì)液面高度, 測量精度高。實際使用過程中會出現(xiàn)各種各樣的干擾因素, 使浮球不能正常工作, 影響測量精度。
(1) 介質(zhì)溫度。
介質(zhì)存放的環(huán)境溫度對被測介質(zhì)形態(tài)的影響很大。如果溫度太低, 會造成地下槽體內(nèi)易結(jié)晶的介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶物附著在傳統(tǒng)自來水液位計的浮球表面, 改變了浮球的重量, 使浮球不能正常地漂浮在介質(zhì)表面, 從而影響液位測量。測量過程中, 介質(zhì)的不同溫差對傳統(tǒng)自來水液位計的測量偏差有著一定的影響。
(2) 機(jī)械故障。
從結(jié)構(gòu)上看, 傳統(tǒng)自來水液位計大多使用機(jī)械滑輪和鋼絲作為信號傳遞的載體。機(jī)械結(jié)構(gòu)會因腐蝕、外力、浮球表面結(jié)晶卡滯等原因引起機(jī)械故障。若機(jī)械故障不能及時排除, 必然會造成傳統(tǒng)自來水液位計不能正常工作。
(3) 液體的擾動。
地下槽體內(nèi)液體介質(zhì)的攪拌、流入、流出均會造成槽內(nèi)被測介質(zhì)液面的擾動。槽體液面的擾動會引起傳統(tǒng)自來水液位計的浮球位置不穩(wěn)定, 造成無法讀取液位計的準(zhǔn)確數(shù)值, 嚴(yán)重影響浮球液位計的正確測量。
3、改進(jìn)措施：
對于以上提出的、影響傳統(tǒng)自來水液位計測量準(zhǔn)確度的因素, 通過分析其本質(zhì), 提出具有針對性的改進(jìn)措施。在傳統(tǒng)自來水液位計結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上, 對測量機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)和測量硬件等方面進(jìn)行改進(jìn), 以規(guī)避原有的影響因素, 達(dá)到測量穩(wěn)定、精確度高的效果。
3.1、測量結(jié)構(gòu)：
針對以上傳統(tǒng)自來水液位計測量的干擾因素, 對傳統(tǒng)自來水液位計的部分測量結(jié)構(gòu)采取了針對性的改進(jìn)措施, 解決干擾因素問題。改進(jìn)型自來水液位計結(jié)構(gòu)如圖2所示。

改進(jìn)型自來水液位計在原來的測量基礎(chǔ)上增加了密封塊和上、下開孔, 并改變了測量桿和浮球的接觸形式。測量導(dǎo)管必須垂直于液面安裝。浮球處于測量導(dǎo)管內(nèi)部, 其直徑與測量導(dǎo)管直徑相同, 材料視容器內(nèi)被測介質(zhì)密度而定。材料密度應(yīng)小于介質(zhì)密度, 使浮球漂浮在介質(zhì)表面, 且可以隨著液位的升高, 在浮力的作用下于測量導(dǎo)管內(nèi)部上下移動。測量導(dǎo)管上下均開設(shè)一開孔?？紤]到被測介質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)堵塞導(dǎo)波管下部開孔位置, 可根據(jù)實際, 在不影響測量導(dǎo)管結(jié)構(gòu)安全的情況下, 增加下開孔處環(huán)測量導(dǎo)管同一平面上的開孔數(shù)量。在測量導(dǎo)管上開孔, 可使浮球上部與容器內(nèi)上部氣壓一致, 從而保證測量管內(nèi)外液面相同。測量指針固定在測量桿上, 隨測量桿上下移動, 與刻度尺配合準(zhǔn)確指示槽體內(nèi)液位高度。
與傳統(tǒng)自來水液位計相比, 改進(jìn)型自來水液位計*大的不同就是測量桿和浮球分離安裝。測量桿下方是一個喇叭口, 浮球上浮頂住喇叭口, 從而作用于測量桿。測量桿為一個中空貫穿整個桿體。若浮球因介質(zhì)結(jié)晶或者黏度大等原因附著在浮球上, 可在頂部采用蒸氣或清水等合適的介質(zhì)對浮球進(jìn)行清洗。浮球材料用耐腐蝕性較強(qiáng)的材料制成, 還要保證其密度較小, 使其在測量導(dǎo)管內(nèi)可以漂浮、上下移動。
改進(jìn)型自來水液位計零部件簡單, 安裝便捷、可靠, 適用于封閉、半封閉以及全開放式地下槽體的液位測量。測量導(dǎo)管的安裝可以有效防止介質(zhì)湍流引起的內(nèi)部液面波動, 避免了被測介質(zhì)液面波動引起的測量誤差。加裝測量導(dǎo)管, 減小了浮球下方接觸介質(zhì)的面積, 可有效避免結(jié)晶介質(zhì)的揮發(fā)。
3.2、 安裝注意事項：
改進(jìn)型浮球液位計在安裝時, 要與槽體入口和泵出口保持安全距離, 并有效避開槽體內(nèi)的攪拌裝置, 從而防止介質(zhì)湍流對改進(jìn)型自來水液位計的干擾。改進(jìn)型雷達(dá)液位計的測量桿為中空結(jié)構(gòu), 測量封閉或半封閉槽體液位時, 應(yīng)將測量桿頂部開口進(jìn)行封堵, 防止槽體內(nèi)介質(zhì)蒸發(fā)從測量桿中空部分溢出, 影響槽體氣密性。
浮球在測量導(dǎo)管內(nèi)運(yùn)動時, 管道內(nèi)部不平整或測量導(dǎo)管安裝不垂直于被測界面, 均會造成浮球運(yùn)動過程中其與罐壁之間的摩擦。為減小罐壁摩擦帶來的阻力, 測量導(dǎo)管在安裝時一定要垂直于被測介質(zhì)液面。
3.3、應(yīng)用結(jié)果：
改進(jìn)型自來水液位計被用于地下槽體液位的精確測量、測量誤差可以縮小至±0.5mm以內(nèi), 測量過程安全穩(wěn)定, 測量數(shù)據(jù)精確度高、數(shù)值可靠。改進(jìn)型自來水液位計有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)自來水液位計在測量過程中的不足, 維護(hù)方便、成本低廉、測量穩(wěn)定, 為生產(chǎn)的安全運(yùn)行提供了有力的保障。