8.3 液位控制应用

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1、第8章控制应用液位控制应用章节8.38.3液位控制应用蒸汽和冷凝水系统手册8.3.1615第8章控制应用液位控制应用章节8.3液位控制应用液位控制是一项很重要的功能，例如制程水箱的液位控制，冲洗用的热水水箱的液位控制，需要为下一个冲洗循环维持一定的水位。本节没有讨论锅炉的水位控制和报警，读者可以参考第三章（锅炉房），里面会有比较详细的讨论。在工业应用中有各种不同的液位控制系统，涵盖了很多种制程。有些制程会涉及到液体以外的其它介质，如干粉和化学原料。介质的种类如此广泛，没有一种单一的设备能满足所有的应用。有很多系统适

2、合于这些广泛的应用。下面所列的控制系统不能说已经涵盖了所有，但是在大多数情况下，最终的控制信号用来控制水泵或阀门以满足应用。浮球控制-有一个浮球会随着液位的改变而上下运动，按照预先设定的点来进行开关切换。探头型-我们会在下面的内容中介绍这种测量电导率或电容方法。钢棒电容型-一根悬浮在液体中的钢棒，电容的测量值会随着水位的变化而变化。超声波型-传感器直接向被测量液体的表面发出高频声波脉冲，利用已知的温度、空气中声波的速度、脉冲反弹回传感器的时间来确定液位。微波雷达探测型-原理同超声波类似，只不过是利用高频电磁能来代替

3、声能。流体静压型-利用一个压力传感器来测量感应器头上被测液体的液体静压和大气压之间的压差。压力的改变相应转换成4-20mA的输出信号。压差型-原理类似流体静压型，但是此处的被测液体除了静压还有动压。可以测量压力的微小改变，并与输出信号范围成比例。典型应用是测量锅炉的蒸汽汽包中的水位，或者是再沸器中冷凝水的液位。磁体型-在被测液体的水箱中，一个浮球或锥体沿着不锈钢的探棒上升或下降。浮球与水箱外面的开关由于磁性互相影响，并且向控制器发回信息。扭矩型-扭矩变送器测量一个运动的浮球轴产生扭矩的变化。对于应用而言，使用正确的

4、液位控制很重要，因此在选型之前需要向供货商寻求一些专业的建议。探讨上面所有的控制形式各自的优缺点已经超出了本章内容的范围，在蒸汽和冷凝水回路的相关系统应用中，常用的是浮球和探头型的液位控制。浮球型的动作是完全自作用的，无需过多的解释，但是电导率和电容性的探头还需要进一步的解释。因此，本部分内容主要集中在电导率和电容型的液位控制。液位控制的方法液位控制的方法主要有三种：非调节的开/关液位控制可调的开/关液位控制调节型液位控制非调节型的开/关液位控制（见图8.3.1）最终的控制设备可能会是一台水泵或阀门，控制的是这些设

5、备的开/关。通常碰到的开/关液位控制系统主要有两种形式：浮球控制型和电导率探头型。浮球型的液位控制依靠液体表面上浮球的运动来直接控制阀门的动作，或者驱动电子开关。电导率探头（见图8.3.1）会有几根探棒，这些探棒被切割成不同的长度，这些就是控制的设定点。可调的开/关液位控制（见图8.3.2）同样，最终的控制设备可能会是一台水泵或阀门，控制的是这些设备的开/关。用来调整控制点的一种方法是电容探头（见图8.3.2）。探头会监测液位，控制点由控制器来设定。电容型探头不需要切割以满足所需的液位，当然，整个探头的长度必须充分

6、满足整个控制范围。调节型的液位控制(见图8.3.2)控制设备会是一个阀门，调节至从全开到全关中的某个点，其作用是对液位进行监控。调节型的液位控制不能使用一个电导率探头。在这种应用中电容探头是一个理想的选择（见图8.3.2）。8.3.2蒸汽和冷凝水系统手册616第8章控制应用液位控制应用章节8.3在这种形式的系统中，水泵可以连续运转，阀门允许适量的液体通过。同样地，最终控制设备也可以是一个变频水泵。转速可以在一定的范围内进行设定。报警—常用于这些警告：高位报警，用于当水箱的溢流或者热流体的溢出会造成人员危接线头险。低

7、位报警，用于水箱液位太低，造成水泵空转损坏、制程供水绝缘层不足造成危险。在扰动系统中浮球和探头的安装在某些水箱和容器中，可能会存在扰动，这样会造成信号失探头真、不具有代表性。如果这些状况可能存在（或已经存在），建议浮球或探头安装在保护套内。它们对于感应的水位具有一定减弱的作用。本节中会涉及到一些关于液位控制中探头的安装，但没有介绍浮球液位控制。非调节型的开/关液位控制图8.3.1四探头型的液位感应器简介非调节型开／关液位控制使用电导率探头同电子控制器相连。信号放这里特指具有三根或四根探棒的探头，每一根在安装时被切割

8、到一大器接定的长度以满足开关或报警的液位要求（见图8.3.3）。口当探棒浸没在液体中时，由于水的电导率相对较高，同水箱的金属壁和控制器构成一个回路。主体当水位下降到探棒下方时，回路的电阻迅速增加，告诉控制器探棒没有浸到液体中。在一些简单的开／关液位控制的“泵送”系统中：—当液位下降到探棒下端时，阀门打开；—当液位上升至接触到另一根探棒时，阀门关闭；—其它探棒