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江苏省大禹水务股份有限公司 江苏常州 213161
摘要:液位计在污水处理应用中占有很大的比例.在整个污水处理的各个环节中几乎都有应用?污水处理中,需要测量液位有废水,污泥,化学品溶液等?在利用自动控制的污水处理系统中.液位计除了用来测量液位计.很多还涉及到自动控制中连锁泵的启停及控制阀门的打开和闭合?本文根据液位计不同的测量方式对液位计进行原理及优缺点分析,同时要探讨了污水处理中液位计的相关问题,在污水处理选择过程中要注意的问题?
关键词:液位计;污水处理工艺;应用
一?现状
我公司污水处理站液位传感器输出的接点信号控制排水泵的开停,经过一段时间的运行,发现此液位传感器经常失灵,致使水泵运行极其不稳定?经分析此种液位传感器是一种磁浮球液位开关,当液位浸到相应浮球时,干簧管吸合,控制回路导通?这种传感器最大的缺点是运行不稳定,经过一段时间后,干簧管容易失效造成控制失灵?情况严重时,造成污水溢池,污水满溢到道路上,对环境造成二次污染，引起不良社会影响?事实证明,原设计选用的液位控制器不适于污水液位控制,而且没有液位报警系统,在控制系统失灵时,不能提示操作工采取手动手段开停水泵?
二?液位计选型
液位计选择时注重以下两点(1)测量对象,如被测介质的物理和化学性质,以及工作压力和温度?安装条件?液位变化的速度等;(2)测量和控制要求,如测量范围?测量(或控制)精确度?显示方式?现场指示?远距离指示?与计算机的接口?安全防腐?可靠性及施工方便性?
（一）WMY型投入式液位计
1.测量原理
投入式静压液位计(静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器)是一种测量液位的压力传感器.静压液位计(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4-20mA/1-5VDC)?
2.优缺点及注意事项
（1）结构简单,价格较便宜?
（2）传感器直接投入被测液体内测量,因此不受介质起泡影响?
（3）由于传感器与变送器间为柔性连接,仪表贮存及运输方便,尤其在大量程的液位测量中,其优势更突出?安装方便,只须将传感器直接投入被测液体,即可实现测量?
（4）水流冲击?摩擦振动(尤其是与液位变化同方向的振动)等因素会改变投入式传感器在液体中的位置,进而影响测量值,所以最好将液位计安装于水流相对平稳的地点?受现场条件制约,无法避免时,最好将传感器置于隔离管中安装或选择其它种类的液位计?,使用隔离管避免了因搅拌器工作引起的水流冲击,保证了测量的准确性?
（5）使用于水质过差的环境时,传感器套孔易被污泥堵塞,导致测量值失真,需酌情定期清洗维护?为减少套孔被污泥堵塞的概率,建议将其安装于离池底大于100mm的位置,并使用隔离管?
（6）使用寿命较短?使用一段时间后,易出现零点或量程漂移,现场校准有难度?使用位置虽然投入式液位计存在使用寿命较短,传感器易堵等缺点,但由于它在价格和安装维护方面的优点,尤其是价格方面,一般仅千元左右,相对于后文提到的超声波?雷达液位计一般需万元左右,有较大优势,目前仍是污水处理工程测量敞口容器液位使用较多的液位计之一?在上清液集水池?清水池?滤池等水质相对较好的工艺流程中使用时,寿命较长,几乎免维护?可以使用在水质差的环境中,但不适合池底淤泥层过厚的池内使用?加装隔离管后可应用于部分带搅拌器的调节池?浓缩池等?
（二）超声波液位计
1.测量原理
利用回波测距原理的非接触式仪表?回波测距原理又称行程时间或传播时间测量原理?它是通过一个可以发射能量波(一般为脉冲信号)的装置发射能量波,能量波遇到障碍物反射,由一个接收装置接收反射信号?根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况?由电子装置对能量波信号进行处理,最终转化成与物位相关的电信号?利用超声波作为能量波的液位计即是超声波液位计?超声波是利用气体(绝大多数情况下是空作为传播介质,空气的压力(真空度)?温度?湿度?气流等变化会改变超声波传播速度?
2.优缺点及注意事项
（1）具有工作可靠?精度高?使用周期长?免维护的特点,并具有相对的价格优势?
（2）在污水处理工程中,多可选用一体式液位计,安装简便?
（3）回波反射产生的干扰回波和假回波,可通过软件来排除,但有效回波强度也同时被衰减?因此,设计选型时,要考虑衰减因素,选择量程要留有一定的余量?
（4）为了尽量减少干扰回波,安装位置要尽可能选择液面平稳的位置,同时远离扶梯?检修通道?进水口?出水口?搅拌器,尽可能与池壁保持较远的距离?在探头规定的波束发射角下,锥形波束在最低测量液面上的投影,不与容器壁及其它能反射声波的构件接触?在避开盲区的前提下,尽量贴近最高液面安装,以减少池壁回波的干扰?为获得尽可能强的回波,要保证探头与被测界面垂直?
（5）首次投运,须对仪表进行使用位置?介质特性?工艺条件等内容的设定,完成空程?满量程校正?利用配套软件进行回波曲线检查,抑制干扰回波?建议在有条件的情况下,在池壁上分别标注液位满量程的20%?50%?95%?三点,以方便今后维护和校验?
（6）为避免因压力?温度等特性变化而产生的液位误差,应选择有温度补偿的产品?
（7）泡沫是声波反射不充分的表面,会吸收一部分或是全部的声波脉冲能量,减少或是完全消除回波信号?因此,在被测液面存在泡沫的场合,不能使用?但在泡沫较轻,盲区允许的情况下,可通过加大液位计的功率,来实现测量?
（三）磁浮球液位计
1.原理
磁浮球液位计不同于其他浮球液位计的结构主要区别在于它是基于浮力和静磁场原理设计生产的?带有磁体的浮球(简称浮球)在被测介质中的位置受浮力作用影响:液位的变化导致磁性浮子位置的变化?浮球中的磁体和传感器(磁簧开关)作用,使串连入电路的元件(如定值电阻)的数量发生变化,进而使仪表电路系统的电学量发生改变?也就是使磁性浮子位置的变化引起电学量的变化?通过检测电学量的变化来反映容器内液位的情况?
2.优缺点及注意事项
(1)结构简单?使用方便?性能稳定?使用寿命长?便于安装维护等优点?
(2)在容器从不适宜侧面开孔及容器周围空间很少时,可在容器上部或下部安排本形式的液位计?
(3)适用于粘度大的液体介质
(4)显示器的观察方向可任意改变
对高温?高压?有毒?有害?强腐蚀介质更显其优越性?与介质直接接触,浮球密封要求要严格,不能测量粘性介质,测量磁性材料如退磁易导致液位计不能正常工作?
三?结束语
超声波因为受污水泡沫影响误差加大,磁浮球液位计因污水化学药品酸碱性和粘性浮球密封不好易坏,比较上述几种液位计的优缺点,最后确认沉入缆式静压液位计较适合我公司的实际工况?
参考文献:
[1]JJG971-2002液位计检定规程[S].
[2]杨万国,贾延刚?多种液位仪表的应用对比.
[3]石利琴?雷达液位计的选型及应用.
论文作者:孙晓炎
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：液位计论文; 测量论文; 回波论文; 液位论文; 传感器论文; 污水处理论文; 静压论文; 《防护工程》2017年第30期论文;