一、傳統(tǒng)低溫介質(zhì)液位測量方法概述

1、浮子式液位計

于在小型立式低溫容器上使用，如杜瓦瓶和迷你罐。該型液位計結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但測量精度太差，且容易失效，需要頻繁更換。

2、伺服式或雷達式液位計

只在常壓環(huán)境下的大型儲槽上使用。該類型液位計測量準確，還能測出不同高度方向的密度。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價太高，適合高價值的儲槽。

3、電容式液位計

目前僅在LNG車用瓶上使用，有在其他低溫容器上使用的潛力。該種原理的液位計適合在臥式容器中使用，準確度比差壓型液位計高，但仍然受到介質(zhì)組分變化和溫度變化的影響。

4、差壓型液位計

這是一種得到低溫行業(yè)廣泛使用的液位計，其原理是通過測量氣相和液相的微小靜壓差并轉(zhuǎn)化為液位高度的一種方法。顯然，該原理測量的度受介質(zhì)組分變化和溫度變化的影響，穩(wěn)定工作的前提條件是壓力穩(wěn)定和液面平靜。在罐體補液作業(yè)和卸液作業(yè)時或罐體晃動的情況下，差壓型液位計則不能正常工作，有時還可能會損壞差壓液位計的傳感器和微壓力表。假液位、冰堵、泄漏是差壓液位計不可避免的麻煩事。

5、質(zhì)量型液位計

是近兩年剛剛出現(xiàn)的一種新產(chǎn)品，它克服了上述四種液位計的缺點，可廣泛使用在各種低溫介質(zhì)的各類容器上。以下內(nèi)容就是對這種液位計的介紹。

二、什么是質(zhì)量型液位計?

質(zhì)量型液位計是由DeleeTech(北京鼎力華業(yè)測控儀表公司)創(chuàng)新研發(fā)的一種低溫介質(zhì)測量儀表，可直接準確、實時測量并顯示罐內(nèi)低溫介質(zhì)的質(zhì)量(也可顯示質(zhì)量百分比)，測量結(jié)果不受介質(zhì)組分變化和溫度變化的影響。該液位計由質(zhì)量型傳感器、同軸電纜、電極引出器、鎧裝電纜、帶液晶顯示屏的變送器等部件組成。

三、質(zhì)量型液位計的性能特點

1.測量準確度遠高于差壓型液位計，方便進、銷、存的業(yè)務(wù)管理，可作為配送和結(jié)算的參考;

2.容易實現(xiàn)電信號傳輸，有直接輸出接口，無需另行安裝變送器;

3.穩(wěn)定性好。不受組分和溫度變化的影響，且在液面波動及壓力波動的情況下仍能實時顯示液位;

4.使用中不需要做任何操作，不存在誤操作而損壞儀表的風(fēng)險，滿足實時測量的要求。而差壓型液位計在使用中需要正確操作，如操作不是按照“先開平衡閥，后開氣相管(低壓側(cè))、液相管(高壓側(cè))閥門，再關(guān)閉平衡閥，等待儀表數(shù)據(jù)穩(wěn)定后讀取”的操作次序，就會有損壞儀表的風(fēng)險或等待很長時間才能讀取數(shù)據(jù)的麻煩。

5.可靠性比較高。沒有類似差壓液位計上的波紋管、膜片、彈簧、連桿機構(gòu)及波登管等薄弱可動元件，因此質(zhì)量型液位計耐震動、使用壽命長，尤其適合在罐車、集裝箱、杜瓦瓶等移動容器上使用。

6.質(zhì)量型液位計沒有引壓管，因此不會出現(xiàn)虛假液位。差壓液位計需要氣相和液相引壓管，采用這種間接測量原理決定了在補液和用液的循環(huán)中，會產(chǎn)生虛假液位，干擾操作人員正確讀取液位數(shù)據(jù)。

7.不會出現(xiàn)冰堵或泄漏等失效風(fēng)險。質(zhì)量型液位計沒有氣相和液相引壓管，也沒有針閥和截止閥，因此沒有冰堵或泄漏等失效風(fēng)險。而差壓液位計的氣相和液相引壓管直徑非常小，還有多個針閥和截止閥與之相配合，它們之間都有連接口，容易產(chǎn)生冰堵或泄漏從而導(dǎo)致差壓液位計失效等問題。

8.大屏寬溫液晶設(shè)計，IP67防水結(jié)構(gòu)，無按鍵技術(shù)，滿足全天候戶外環(huán)境使用條件。

9.抗干擾電路，本安防爆設(shè)計，帶隔爆表殼，適用復(fù)雜電磁環(huán)境和防爆環(huán)境。

四、質(zhì)量型液位計的測量度

通過與磅秤進行對比試驗，測量精度在0.2%fs～2.0%fs。

在15%～液位范圍內(nèi)，測量精度不低于0.5%fs。

以195L的杜瓦瓶為例，經(jīng)多家企業(yè)稱重對比試驗發(fā)現(xiàn)，在液氮充裝至滿瓶的6次測試對比中，其大誤差值不超過1.5kg。

五、質(zhì)量型液位計有哪些功能

◎可直接就地顯示罐內(nèi)質(zhì)量或質(zhì)量百分比;

◎可自帶電源持續(xù)工作2～3年;

◎可提供設(shè)備的位置信息，運行軌跡;

◎可有線輸出4～20mA的信號或485信號，能無線輸出GPRS信號;

◎可就地調(diào)校或遠程調(diào)校;

◎可自行診斷故障;

◎可設(shè)置高低液位報警限制;

◎測量介質(zhì)可變更;

◎可實現(xiàn)雙向通訊。

六、質(zhì)量型液位計適用的介質(zhì)和設(shè)備種類

七、質(zhì)量型液位計的工作原理

采用新型的射頻阻抗電路及矢量測量方法，工作原理如下圖：

上圖中，虛部映與液位相關(guān)的電容參數(shù)，實部反映與介質(zhì)溫度相關(guān)的電導(dǎo)參數(shù)，通過發(fā)射高頻信號并接受回波，再由嵌入式微處理器把多個參量進行運算后，得到不依賴溫度的變化而變化的溫度的補償系數(shù)和不隨介質(zhì)組分變化而變化的介質(zhì)組分補償系數(shù)，終合成得到罐內(nèi)準確的質(zhì)量數(shù)值，并在此原理的基礎(chǔ)上開發(fā)了質(zhì)量型液位計。數(shù)字顯示屏可以直接顯示儲罐內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量(或容積百分比或質(zhì)量百分比)。該技術(shù)已經(jīng)在2014年的LNG船用罐中應(yīng)用。測量精度不受液面波動的影響，不受介質(zhì)組分變化的影響，不受介質(zhì)溫度變化的影響。

八、質(zhì)量型液位計如何安裝?

在低溫容器制造時，質(zhì)量型液位計由設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)安裝、調(diào)試后出廠，用戶不需要再做任何安裝或調(diào)試工作。在設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的安裝示意圖如下：

1.杜瓦瓶、迷你罐用質(zhì)量型液位計的安裝

2.臥式、立式儲罐、罐箱用質(zhì)量型液位計的安裝