投入式液位變送器

　　投入式液位變送器的應用

　　投入式液位變送器安裝在水箱的頂部，探頭經線纜伸到水箱底，如圖1所示。由于投入式液位變送器性能穩(wěn)定、結構簡單、安裝方便，它是目前為止普遍接受的選擇，應用非常廣泛。但是，水箱頂部距泵房頂空間較小，當投入式液位變送器需要維修或更換時，作業(yè)人員需要到水箱頂作業(yè)，操作極為不便；此外，為便于更換，安裝投入式液位變送器時探頭不固定，受到水流沖擊時其容易擾動造成液位數值的偏移，進而造成系統(tǒng)誤動作，對系統(tǒng)控制極為不利。

　　微壓液位變送器應用的可行性

　　微壓液位變送器的原理

　　微壓液位變送器其實質是采用壓力變送器來間接地測液位，如圖1所示。實際上，壓力變送器安裝在水箱距底部一定高度的側面，根據帕斯卡定律，其探頭檢測到的實質是檢測點處的壓強值。水箱側壁處檢測點的壓強同該點至液面的高度存在以下關系：

　　ρ g （1）

　　式中：H為檢測點距液面的高度（m）；P為檢測點的壓強（Pa）； ρ 為液體的密度（kg/m 3 ）；g為重力加速度（m/s 2 ），取9.8。通過對檢測點壓強值的換算即可得到當前檢測點同液面的高度值，再加上檢測點距水箱底的距離H 0 即可得到水箱的實際液位值。

　　投入式與微壓力液位變送器安裝結構對比

　　微壓液位變送器的可行性分析

　　為了驗證微壓液位變送器的可行性，特搭建1個實驗平臺，實驗平臺信號采集原理如圖2所示。采用側壁安裝的方式在同一高度安裝3塊不同精度的微壓液位變送器（實質為壓力變送器），在水箱頂部安裝1塊投入式液位變送器，采集的信號全部傳輸到控制柜，通過程序運算將壓力變送器采集的數據換算成對應的液位值，同時可采用鋼尺測得水箱的實際液位標準值。各變送器對應的液位值可從人機界面上讀取和下載。

　　實驗平臺信號采集原理

　　設定系統(tǒng)每1 s采集1組數據，通過采集水箱水在靜止（水泵靜止時）和震蕩（水泵補水時）2種狀態(tài)下的液位值，并隨機截取30 s的數據繪制成曲線，如圖3—4所示。

　　水位靜止狀態(tài)時液位折線

　　補水狀態(tài)時液位折線

　　由圖3—4曲線可以得出如下結論：

　　（1）利用微壓液位變送器方式測液位準確性和穩(wěn)定性高，是完全可行的。

　?。?）在水箱水靜止的狀態(tài)下，微壓液位變送器和投入式液位變送器檢測數值的穩(wěn)定性和準確性都比較高。

　?。?）在水箱水震蕩的情況下，由于投入式液位變送器探頭不固定，波動較大，不同精度微壓液位變送器數值波動明顯低于投入式液位變送器。

　　微壓液位變送器應用的優(yōu)缺點

　　綜合考慮以上數據分析結果及實際應用需要，采用微壓液位變送器的方式測液位，其優(yōu)缺點如下：

　　優(yōu)點

　?。?）測得的液位值受水流沖擊影響小，準確性和穩(wěn)定性高。

　　（2）采用水箱側壁的安裝方式，便于檢修和維護。

　?。?）同精度等級的微壓液位變送器比投入式液位變送器成本低。

　　缺點

　　若直接采用壓力變送器測液位，則需要在系統(tǒng)程序中增加壓力值向液位高度值換算的計算步驟，并考慮安裝高度值H 0 ；若采用自帶換算功能的壓力變送器（顯示液位高度值）測液位，則無需換算步驟，但仍需要考慮安裝高度值H 0 。

　　結論

　　微壓液位變送器的應用，可以從根本上解決傳統(tǒng)投入式液位變送器監(jiān)測數值波動大造成的不準確和檢修維護困難的問題。雖然需要通過控制程序對監(jiān)測數值進行換算，但對于工程單位而言，只需統(tǒng)一安裝尺寸和標準，便可解決這一問題。液位變送器作為二次供水控制系統(tǒng)的關鍵部件，此種監(jiān)測方式的變更對于保證二次供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要的意義。在二次供水日趨智能化的今天，保證監(jiān)測液位數據的準確性和穩(wěn)定性是必然的要求，所以使用微壓液位變送器取代投入式液位變送器也是必然的趨勢。