音叉液位开关创新用于垂直管道中流动液体的测量

　　针对垂直管道中流动液体的测量，经常会有用户咨询用哪一种液位仪表更精准可靠？那么，有没有能够可靠测量垂直管道中流动液体的测量仪表呢？针对用户的应用需求，本文介绍一种可行且实用的解决方案：音叉液位开关创新用于垂直管道中的流动液体测量。

　　我们先来分析下测量垂直管道中的液位都有哪些难点？

　　1．垂直管道中通常流速快、压力大，流动的介质对仪表探头具有较大的冲击力；

　　2．垂直管道内液体流速较快，对仪表响应速度要求较高；

　　3．垂直管道中液体往往是间歇式输入，管道不会100%填满，液体介质中就会混有各种气体，液体中一般带有气泡；

　　4．管道里面一般空间狭小，测量仪表的安装位置和安装方式受限。

　　针对上述垂直管道流动液体测量的四大测量难点，要实现液位的可靠测量，必须通过选择合适的液位测量仪表并结合其安装方式创新性综合考虑，以解决和避开这些难点。

　　目前，液位测量中音叉液位开关无疑是应用非常可靠和普遍的测量设备。音叉液位开关要成功用于垂直管道的流动液体测量，除需要本身具有可靠的质量外，还需要在安装方式上下功夫。根据计为音叉液位开关的特点，结合长期累积的大量实践经验，我们提出了音叉液位开关在垂直管道中两种创新的安装方式。

　　方式一：在垂直管道旁加一个储液槽

　　如上图所示，在垂直管道旁加一个储液槽，储液槽上加焊接引流板，以确保液体介质可进入储液槽。储液槽下部开回流管，以便于储液槽的液体介质能及时回流到垂直管道，回流管的直径d的大小应该根据附加储液槽的大小、容量以及对测量响应速度的要求而定，还可在回流管上加装一个调节阀。

　　实际操作中，要根据具体的工况（流量流速和测量响应速度要求等）计算、预估和设计储液槽的大小和容量，并通过调节阀使得管道中有液体时进入储液槽的液体介质可较快地浸到叉体，管道中没有液体介质时，储液槽里面的液体又可较快地通过回流管回流到垂直管道，从而使储液槽中的音叉液位开关输出信号与垂直管道的液体填充或液位在响应时间上满足工况控制的要求。

　　方式二：垂直管道引出立管，仪表加装U型槽

　　下图为加装U型槽的结构示意图。其中，U型槽A视图如垂直管道左侧所示。U型槽的可用半径为R（约20mm），厚度1mm的圆管切割掉1/4左右后焊接于配套法兰上，U型槽总长应超过探头长度，伸长部分L1的长度约10mm左右。U型槽末端应伸进垂直管道内，如图L2所示，L2的长度为10～20mm左右。U型槽末端封堵高度与叉体下部平齐。U型槽的具体尺寸应视管道大小和安装位置而定，且在安装时，U型槽的开口朝上，正对水流方向。

　　该设计原理是U型槽末端的挡板会挡住U型槽里面的液体。当垂直管道有液体流下时，U型槽液位增加并浸漫探头，从而使仪表发出报警信号，当垂直管道没有液体流下时，U型槽内的液体快速流失，探头露出，音叉液位开关类似处于高位工作状态。

　　安装方式固然重要，选择合适的液位开关同样重要。计为Ring-11音叉液位开关是一款高可靠性专用于液位测量的控制开关。其探头长度仅有40mm，不仅适用于容器、储罐、槽罐中的液位测量，而且适用于管道等狭小空间的液位测量。音叉液位开关的测量原理是通过压电器件实现叉体的振动驱动与检测。当叉体与被测液体接触时，叉体的谐振频率明显降低，振动频率的变化直接反映在压电检测器件的输出信号上，检测电路对频率的变化进行判别并输出一个开关信号。

　　目前，计为Ring-11音叉液位开关已取得SIL证书（（可在国家认证认可监督管理委员会官网进行查询））、CE认证、气体隔爆、气体本安、气体粉尘双防爆证书，安全系数高，能应用于各种防爆等级要求高的危险场所。计为Ring-11音叉液位开关系列还配置有NAMUR规格输出，在满足防腐工况方面，在材质上可选哈氏合金或防腐涂层。

　　河南平顶山一化工企业设计工程师从设计之初就与计为工程师沟通，了解到垂直管道液体测量的各种难点后，经综合评估，接受了计为工程师的建议，改变了原设计的安装方式，有效规避了测量难点。仪表投入使用至今，运行良好、准确可靠，未出现误报警的情况。