液氮是一種無色、易燃、有毒的液體，有強(qiáng)烈的剌激性氣味，容易氣化轉(zhuǎn)變?yōu)闅獍?。根?jù)國家*監(jiān)管總局發(fā)布的《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄》的通知，氨儲(chǔ)存系統(tǒng)屬首批重點(diǎn)監(jiān)控的化工工藝，氨溫度、壓力、流量、液位等均為重點(diǎn)監(jiān)控的工藝參數(shù)。在進(jìn)行液位測量、監(jiān)控時(shí)，自控系統(tǒng)中必須設(shè)置高低液位報(bào)警和聯(lián)鎖停泵，故保證液位連續(xù)、穩(wěn)定、精確測量尤其重要。
1 差壓變送器液位測量
1.1 接管式差壓變迭器測量
測量原理如圖l 所示。
計(jì)算量程: fj, P;Hxgx P l (Pa)
正遷移量:A=H伽gx: P I(Pa)
遷移后測量范圍: A - A+ fj, P
圖1 中， P 1 為介質(zhì)密度， H。為液位起始點(diǎn)。差壓變送器與液體導(dǎo)管為水平安裝，只要確定氣相管內(nèi)無冷凝液，當(dāng)液位密度穩(wěn)定時(shí)，即可準(zhǔn)確測量液體的高度。但在液氨儲(chǔ)罐的液位測量過程中，氣相管內(nèi)的氣氨會(huì)隨環(huán)境瘟度的變化而冷凝，產(chǎn)生壓差，故這種接管式的差壓測量方法不適用于液氮儲(chǔ)罐的測量。
1.2 隔膜式雙法蘭差壓變送器測量
1.2.1 測量原理
計(jì)算量程：△ P=Hxgxρ1(Pa）
負(fù)遷移量：B ＝ hxgxρ0-H0xgxρ1(Pa)
遷移后測量范圍：-B ～ -B+ △ P
因氨為腐蝕性介質(zhì)，故應(yīng)采用隔膜式的雙法蘭差壓變送器，ρ0 為毛細(xì)管中所充硅油的密度，h 為兩個(gè)法蘭中心高度之差。
1.2.2 注意事項(xiàng)
選用隔膜雙法蘭差壓變送器測量液位時(shí)，變送器的安裝位置受毛細(xì)管長度的制約，毛細(xì)管長度一般為2 ～ 10m，且需要對毛細(xì)管采取保護(hù)和絕熱措施，故選型時(shí)需要特別注意儲(chǔ)罐的法蘭間距，以選擇合適的隔膜差壓變送器。
1.2.3 常見故障分析
1）液位無指示，可能為變送器硬件故障或連接線路故障。
2）液位指示為*大 ( *小)，可能為低壓側(cè)( 高壓側(cè))膜片、毛細(xì)管壞或封入液泄漏低壓側(cè)( 高壓側(cè)) 導(dǎo)致引壓閥堵。
3）液位指示為偏大（偏?。赡転榈蛪簜?cè)( 高壓側(cè))放空堵頭漏，或低壓側(cè)( 高壓側(cè)) 閥門未全開，或儀表未校準(zhǔn)。
4）指示值無變化，可能為高、低壓側(cè)膜片或毛細(xì)管同時(shí)損壞，或電路板故障。
1.3 電子遠(yuǎn)程傳感器
1.3.1 工作原理
這是一種新型差壓測量方式，分別利用兩個(gè)壓力傳感器進(jìn)行高低壓側(cè)的壓力測量，并將差壓在其中一個(gè)傳感器中進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完成后采用標(biāo)準(zhǔn)的兩線制信號輸出。其
特點(diǎn)是：采用電子遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)電纜取代了傳統(tǒng)的引壓管和毛細(xì)管，消除溫度影響和測量偏差，無需伴熱或絕緣，無需零點(diǎn)遷移計(jì)算，減少了例行維護(hù)，但目前生產(chǎn)廠家較少。
1.3.2 常見故障分析
1）液位無指示，可能為高低壓側(cè)的任一壓力變送器硬件故障或連接線路故障。
2）液位指示為*大 ( *小)，可能為低壓側(cè)( 高壓側(cè))壓力變送器故障。
3）液位指示為偏大（偏?。?，可能為低壓側(cè)( 高壓側(cè))放空堵頭漏，或低壓側(cè)( 高壓側(cè)) 閥門未全開，或儀表未校準(zhǔn)。
4）指示值無變化，可能為用于計(jì)算的壓力傳感器故障，或電路板故障。
綜上所述，差壓變送器是測量液位*常用的一種方式，其精度較高，一般可達(dá)到±0.2%，但在液氨儲(chǔ)罐液位的測量中可能受介質(zhì)屬性和儲(chǔ)罐容量大小的限制，選擇時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適類型的差壓變送器測量方式。
2、磁翻板液位計(jì)
2.1 工作原理
磁翻板液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。當(dāng)被測容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)主導(dǎo)管中的浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的*磁鋼通過磁耦合傳遞到現(xiàn)場指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時(shí)，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，當(dāng)液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，指示器的紅、白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位的指示.
2.2 安裝方式及注意事項(xiàng)
請看這兩篇文章：關(guān)于磁翻板柱液位計(jì)安裝前以及安裝時(shí)的11點(diǎn)注意事項(xiàng)、
磁翻板液位計(jì)在安裝使用前必須遵守的條件、
相信看完之后一定會(huì)了解磁翻板液位計(jì)的安裝方式及注意事項(xiàng)。
SCUHZ系列側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)產(chǎn)品可以做到高密封、防泄漏和在高溫、高壓、高粘度、強(qiáng)腐蝕性條件下*可靠地測量液位，全過程測量無盲區(qū)、顯示醒目，讀數(shù)直觀，并且測量范圍大，配上液位報(bào)警、控制開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)液位或界位的上下限報(bào)警和控制，配上液位變送器可將液位界位信號轉(zhuǎn)換成二線制4~20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測、指示、記錄與控制。 
3 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
3.1 工作原理
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì)，其電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當(dāng)遇到被測介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離D 與脈沖在其間的傳播時(shí)間t 成正比:
D=c*t/2 ，其中c 為光速。
經(jīng)計(jì)算得出液位高度。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可分為桿式探頭和纜式探頭。一般桿式探頭的測量范圍為0 ～ 4m，僅適用于小型儲(chǔ)罐的液位測量；纜式探頭的測量范圍為0 ～ 30m，與桿式相比運(yùn)輸也更方便。因此，液氨儲(chǔ)罐液位測量常選用纜式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。
3.2 安裝方式及注意事項(xiàng)
圖3 中，左側(cè)儀表為纜式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的安裝示意圖。
1）連接方式為頂部法蘭安裝，法蘭壓力等級不低于儲(chǔ)罐的壓力等級。
2）確定頂部法蘭的安裝位置后，應(yīng)在法蘭中心正下方容器底部位置，由設(shè)備專業(yè)提前制作用于固定纜繩探頭的安裝支架。
3）纜式探頭端部重錘應(yīng)帶有螺栓孔，用于在容器底部用螺栓固定纜繩，但要注意纜繩不能拉得太緊。纜繩的長度需要根據(jù)頂部法蘭位置及固定支架高度計(jì)算后取合適值。
4）不得將探頭安裝在進(jìn)出料口附近，并盡量遠(yuǎn)離管壁和罐內(nèi)設(shè)施，確保探頭不接觸罐內(nèi)的任何設(shè)備，以防止抑制波的干擾。
3.3 常見故障分析
1）液位無指示，可能為導(dǎo)波雷達(dá)變送器硬件故障或連接線路故障。
2）液位持續(xù)不變，可能因?qū)Рɡ|繩已與設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件接觸或有強(qiáng)烈的干擾回波。
3）液位不穩(wěn)定、波動(dòng)較大，可能為干擾回波增強(qiáng)或因液氨進(jìn)出導(dǎo)致液面不穩(wěn)定。
纜式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，采用兩線制24V DC 回路供電，信號沿纜繩傳播，能量損失小，反射信號強(qiáng)，測量精度高（可達(dá)±0.05%），信號穩(wěn)定，性能可靠，運(yùn)行成本低，具有明顯優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于大型儲(chǔ)罐的液位測量。

超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。

在測量中超聲波脈沖由傳感器(換能器)發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號，并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來計(jì)算傳感器到被測液體表面的距離。 由于采用非接觸的測量，被測介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。

超聲波液位計(jì)由三部分組成:超聲波換能器、處理單元、輸出單元。

工作原理

超聲波物位計(jì)工作原理是由超聲波換能器(探頭)發(fā)出高頻脈沖聲波遇到被測物位(物料)表面被反射折回反射回波被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號.聲波的傳播時(shí)間與聲波的發(fā)出到物體表面的距離成正比.聲波傳輸距離S與聲速C和聲傳輸時(shí)間T的關(guān)系可用公式表示:S=C×T/2.

由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭，無法識別，不能測量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計(jì)的型號有關(guān)。

探頭部分發(fā)射出超聲波，然后被液面反射，探頭部分再接收，探頭到液(物)面的距離和超聲波經(jīng)過的時(shí)間成比例:

距離 [m] = 時(shí)間×聲速/2 [m]

聲速的溫度補(bǔ)償公式:環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度

故障問題

出現(xiàn)故障指示燈常亮的情況主要有以下兩種,解決方案如下供參考:

1.在超聲波持續(xù)零液位時(shí),頂部燈亮,輸出電流為22mA。而且隔一段時(shí)間后恢復(fù)液位時(shí),故障不能自動(dòng)解除,需關(guān)電重啟后正常,給客戶帶來不必要的麻煩甚至損失。

出現(xiàn)這種故障是安裝附件的選擇問題。它的另外一個(gè)與眾不同的特點(diǎn)是,超聲波的發(fā)射除了平面頭外,在螺紋這里也是有發(fā)射的。如果持續(xù)的零位,再加上安裝件選用金屬支架。超聲波液位計(jì)就會(huì)識別到支架部分的信號強(qiáng)度大于平面頭接收的信號強(qiáng)度。而金屬支架部分與發(fā)射波之間處于盲區(qū)距離。所以超聲波處于保護(hù)狀態(tài),故障燈常亮,輸出22mA。解決的辦法就是選用非金屬支架。因?yàn)檫x用非金屬支架后,螺紋處的發(fā)射波能穿透出去,而零點(diǎn)液位的回波信號會(huì)大于螺紋處的回波信號。

2.經(jīng)調(diào)試與重新編程后,頂部故障燈常亮,輸出電流為22mA。出現(xiàn)這種故障情況,經(jīng)實(shí)際查證,還是在編程與調(diào)試過程中,未能按照說明書要求。造成的程序紊亂而自保狀態(tài)。客戶在調(diào)試編程超聲波液位計(jì)時(shí),未能等到指示燈正常閃動(dòng),或則編程方法步驟根本不對,處于不穩(wěn)定的編程調(diào)試。如果多次反復(fù)未依要求編程調(diào)試,超聲波液位計(jì)將拒絕工作而自保。出現(xiàn)這種故障的解決方法是先將超聲波液位計(jì)按要求復(fù)位,再進(jìn)行重新編程。如果在未復(fù)位的情況下多次再編程,會(huì)出現(xiàn)以上故障。