前言

液體化工生產中有一類非常重要的設備——儲罐，雖然這些儲罐不直接參與生產，但其承擔著生產物料的進出儲存功能。儲罐內物料液位的準確與否直接關系著生產的決策，運行的平穩，產品的效益，因此對儲罐液位儀表的要求很嚴格，要求其準確可靠故障率低。

儲罐液位儀表的選型

為提高場地使用率節省用地面積，液體化工企業在倉儲建設中普遍建設高度在幾米乃至十幾米的大容積儲罐，如此大范圍的液位測量給儀表的選型帶來困難，傳統側裝式的液位檢測儀表測量范圍無法適應儲罐液位檢測的要求。

考慮到液體儲存的危險性，處于安全的目的大多數液體儲罐都是無壓容器，即儲罐頂部不承受壓力或通過呼吸器等設備與大氣環境相通。這樣的狀況可從儲罐的頂部安裝液位檢測儀表，現有的儲罐液位檢測主要使用了雷達液位計和浮盤液位計兩種方式。

雷達液位計價格昂貴維護復雜，主要用于承壓儲罐液位檢測，且雷達液位計的測量原理決定了使用中易受被測液體氣相介質的影響，會出現液位死數、失靈、報錯等故障。雷達液位計安裝在儲罐的頂部，給日常的維護維修帶來不便。

浮盤式液位計，是一個純機械液位測量儀表，其構造簡單可靠，顯示機構安裝在儲罐底部的指示窗內方便人員觀察，維護維修也很方便，安裝調試簡單價格便宜，因此在常壓儲罐的液位檢測中得到廣泛的應用。

現場儲罐液位測量使用的浮盤液位計如圖所示：

浮盤式液位計測量原理

浮盤液位計同樣是基于阿基米德原理制成的恒浮力式液位計，其核心部件是一個扁圓形的內部中空的金屬盤。運行中金屬盤始終漂浮于被測液體的液面上，液體高度的變化就轉變成為浮盤高度的變化，通過一定的機械轉換機構把浮盤的高度傳遞到儲罐外部，通過顯示裝置即可得出浮盤的高度即被測液體的液位高度。

浮盤液位計構造

根據各部分的功能浮盤液位計可大體可以分為五部分：測量部分、轉換部分、顯示及遠傳變送部分、附屬表體部件。

測量部分

測量部分即浮盤，浮盤上部中心處及兩側分別設置拉環，運行中浮盤漂浮在液體的液面之上，從而把液體的高度轉換為浮盤的高度。

儲罐內部浮盤安裝如圖所示：

轉換部分

轉換部分是通過一些機械部件，把浮盤的高度變化轉換為一個具體的機械量的位移。主要機構是多個靜滑輪組成的滑輪組，通過滑輪組的轉換把這種機械量位移傳遞到儲罐的底部便于觀察的位置。轉換部分是浮盤液位計中最復雜的部分，主要由鋼絲繩、滑輪組、導向槽、鋼尺、碼尺、重錘等部件組成一個把浮盤高度傳遞到儲罐底部顯示窗里的轉換機構。

轉換部分的連接順序是：鋼絲繩一端接入浮盤頂端的拉環上，鋼絲繩通過靜滑輪延伸到儲罐外導向槽中，接入帶有指示長度的鋼帶（鋼帶上可以設置數字碼尺）末端，然后鋼帶通過儲罐底部的顯示窗內的靜滑輪在傳遞到儲罐外部的導向槽內，在碼尺鋼帶的始端即零液位高度端接入一沒有碼尺的窄鋼帶，通過導向槽頂端的靜滑輪傳遞下去，在鋼帶的末端接入一平衡重錘。導向槽是轉換部分的重要組成部分，其內部設有三個槽盒，通過頂部的兩個靜滑輪和底部顯示窗的一個靜滑輪，實現碼尺之間的連接轉換把儲罐內浮盤高度的真實的傳遞到顯示窗中。

浮盤液位計靜滑輪組構造如圖所示：

顯示及遠傳變送部分

導向槽的下端接有一顯示窗，顯示窗內有指針及連接預留底板，指針指向顯示窗內的碼尺，碼尺的數值就為儲罐內液體的液位。如果在顯示窗內安裝一個能夠檢測鋼帶上的數字編碼檢測儀器，就可以實現浮盤液位計的變送遠傳，把液位數值傳遞到控制室內。

浮盤液位遠傳變送器通過光電轉換電路讀取碼帶上的數字編碼縫隙，通過內部解碼形成數字液位信息，通過總線或電流信號遠傳到控制室內顯示。

浮盤液位變送器安裝如圖所示：

附屬部件

浮盤液位計的附屬部件除轉換部分的各種連接管外，還有一個關鍵部分，防止浮盤在儲罐內飄動搖擺而設置的限位鋼絲。在浮盤垂直底部的儲罐地面上焊接兩個固定設備，在儲罐底部浮盤正上方也設置兩個緊固設備。上下設備之間用一韌性好不變形的鋼絲從浮盤兩側面的拉環中穿過然后分別固定在儲罐的底部和頂部，這樣就浮盤的位置就限定在兩鋼絲之間的垂直空間內，以此防止浮盤在儲罐內部的擺動。

浮盤液位計安裝調試

上述浮盤液位計的構造可看出整個浮盤液位計其轉換部分最為復雜。浮盤液位計安裝時要把各部分的連接做準確，特別是鋼絲繩與碼尺鋼帶的連接，牽扯到浮盤液位計的滿度是否準確，碼尺鋼帶與鋼帶的連接牽扯到浮盤液位計的零點是否準確，因此在連接時要認真確認被測儲罐的高度。

浮盤液位計安裝實質上就是轉換機構內鋼絲繩、碼帶、鋼帶的軟連接。

一、鋼絲繩與碼帶連接

站在儲罐的頂部，從導向槽靜滑輪處把鋼絲繩的一端伸入導向槽內，向下

穿入到導向槽底部的顯示窗。為保證鋼絲繩穿入的通暢，可使用一個重物如螺絲作為重錘，加快鋼絲繩的下落速度。

確認儲罐的高度，把多余的碼帶剪掉，使用連接器把鋼絲繩與碼帶最大數值處進行可靠連接。此時顯示窗內指針所指的碼帶數值即為儲罐液位的最大值即液位計的滿度。

鋼絲繩與碼帶連接的實物如圖所示：

站在導向槽的頂部，通過人工方式把浮盤液位計導向槽內的鋼絲繩拉到導向槽最高處，當碼帶與鋼絲繩的連接器到達靜滑輪時停止，用一個金屬物體固定鋼絲繩防止下滑。

把鋼絲繩的另一端穿過導向連接管后進入儲罐頂部的鋼絲繩靜滑輪，然后穿入到儲罐內部，為加快鋼絲繩的下滑速度同樣可以在鋼絲繩上栓一重物。鋼絲繩到達儲罐底部后與浮盤上方中心處的拉環進行連接，調整鋼絲繩使其完全垂直。剪掉多余的鋼絲繩即完成了鋼絲繩的安裝。

二、碼帶與導向鋼帶的連接

站在儲罐頂部導向槽處，把導向鋼帶通過導向槽上方的靜滑輪向下伸入到導向槽中間槽盒內，當導向鋼帶到達導向槽底部的顯示窗后與重錘進行可靠連接。

碼帶與導向鋼帶連接如圖所示：

重錘連接完后，站在儲罐頂部把導向鋼帶拉到導向槽頂部，當重錘到達導向槽上方的靜滑輪時停止，用一物體擋住重錘防止下滑。然后把導向鋼帶的另一端穿過靜滑輪伸入到導向槽內，到達導向槽底部的顯示窗后與碼帶進行連接。

由于浮盤處于儲罐最底部，浮盤上的鋼絲繩帶動碼帶最大數值端到達導向槽的最頂部。此時導向槽底部的顯示窗內碼帶處于最低數值處即浮盤液位計的零點，把碼帶穿過顯示窗上的靜滑輪，讓顯示窗指針對準碼帶上的零點位置剪掉多余部分，然后與導向鋼帶進行可靠連接，把多余的導向鋼帶剪掉即完成了浮盤液位計的零點安裝。

除掉導向槽頂部限制重錘的物體，觀察顯示窗指針的指示是否為零，如果有差距可通過微調儲罐底部浮盤中心處的鋼絲繩的長度來達到儲罐準確的零位指示。

浮盤液位計零點調整安裝如圖所示：

三、導向鋼絲的安裝

導向鋼絲是為了保證浮盤在運行中不隨液體液面左右擺動而設置的限位裝置。通過與浮盤直徑相當的導向鋼絲的限位，確保浮盤隨液面上下移動中不會發生大幅度的飄蕩，以防止浮盤上部的鋼絲繩從靜滑輪槽中脫離。

導向鋼絲從儲罐頂部導向鋼絲固定端垂直穿入到儲罐內部，在內部與儲罐底面上焊接的固定裝置可靠連接，再在儲罐頂端固定好鋼絲，剪掉多余的鋼絲，既完成了導向鋼絲的安裝。安裝完后可通過固定裝置的螺絲來調整導向鋼絲的張力，以確保導向鋼絲垂直不彎曲。

四、遠傳變送器的安裝

浮盤液位計是一個機械式的就地指示液位計，若想把浮盤的液位遠傳到控制室，需在顯示窗內安裝遠傳變送器。遠傳變送器與碼尺鋼帶配套使用，其實質上是一個讀碼器，由于碼尺鋼帶上已經把實際的液位高度通過二進制編碼的數字制式刻制在鋼帶的表面，因此遠傳變送器只需要讀取這些編碼，然后進行解析即可得到實際的液位。變送器輸出信號可以是數字式的總線方式，也可以是傳統的模擬量電流信號。

浮盤液位計的故障分析

浮盤液位計是一個恒浮力式液位計，在運行中浮盤始終漂浮在液體的液面之上，因此其能夠適應被測液體溫度、密度的小范圍變化，其測量精度較高可實現厘米級的準確測量。實際使用中，浮盤液位計也會出現問題，最常見的問題可歸納如下：

一、鋼絲繩脫落或斷裂

鋼絲繩是浮盤與碼尺鋼帶之間的軟連接。，其通過定滑輪和導向管進入導向槽中。運行中鋼絲繩頻繁的沿著靜滑輪上上下移動，會產生摩擦損耗，加之儲罐內介質的腐蝕熏烤，鋼絲繩逐漸老化產生毛刺，致使與靜滑輪摩擦力加大，造成液位測量滯后不準，嚴重時鋼絲繩發生斷裂，造成浮盤液位計損壞失靈。

正常運行中浮盤液位計會出現液位保持不變的故障，現場檢查發現大多數是因為鋼絲繩從靜滑輪內的限位槽中脫出，鋼絲繩因摩擦力大而失去移動能力，造成浮盤液位計保持不變。引起鋼絲繩從靜滑輪中脫離的原因，大部分是儲罐內部的限位鋼絲松懈使浮盤在液面上橫向漂浮幅度加大，致使鋼絲繩磨損和脫離。

二、重錘卡主

如果儲罐液位過高，其重錘會下落到導向槽底部的顯示窗內，有可能會下落到碼帶與靜滑輪之間而卡主。儲罐液位下降后，由于重錘卡在靜滑輪與碼帶之間而無法下落，引起浮盤液位計失靈，此時只要在現場把重錘用手送回導向槽即可恢復使用。浮盤液位計使用中出現的故障如圖所示：

三、鋼絲繩臟污或凍住

如果所測物質是粘稠易結晶液體，儲罐內揮發的物質會粘附到鋼絲繩上，造成鋼絲繩臟污卡澀到限位孔上，如果儲罐內介質含有水汽，在冬季時易揮發出罐外凍住滑輪上的鋼絲繩，這種情況主要是儲罐頂部鋼絲繩出口的限位孔臟污或損壞造成，需要拆卸清理或更換。

四、其它故障

浮盤液位計長期使用中還會間歇性的出現一些其它問題，大體歸納如下：。

1、浮盤液位計各靜滑輪的軸承長期使用中受磨損、灰塵、不平衡力等影響都有損壞的可能性，引起靜滑輪歪斜，致使靜滑輪上的碼帶、鋼帶、鋼絲繩歪斜產生較大的摩擦力，引起鋼絲繩移動補償，產生液位測量滯后失真，嚴重時靜滑輪脫落，致使浮盤液位計損壞。這種軸承磨損引起的故障除加強軸承維護外，必要時可更換靜滑輪。

2、儲罐內導向鋼絲在使用中老化松懈，造成浮盤在液面上橫向漂浮幅度過大使鋼絲繩從滑輪槽中脫落，此時除人工把鋼絲繩復位外，還要調整儲罐頂部的限位鋼絲緊固栓使限位鋼絲緊度恢復正常。

3、浮盤腐蝕或穿孔造成的液位計失靈。長時間使用的浮盤受被測介質的腐蝕會造成浮盤外表面損壞，液體從孔隙中流入浮盤內部，致使浮盤失靈沉入罐底，此時只能儲罐大檢修時才能更換，因此儲罐檢修過程中，儀表人員要進入儲罐內認真檢查浮盤的腐蝕狀況，確保浮盤在使用中良好運行。

4、變送器故障。變送器損壞是浮盤遠傳液位計常出現的故障，主要原因在于浮盤液位計的碼帶上附著灰塵等污物，甚至有污油附著在碼帶上，損壞變送器內部電子器件，此時可拆卸清洗擦拭污物，重新安裝后如果仍然不能排除，則只能更換新的變送器。

總結

浮盤液位計是一種結構簡單的機械式液位儀表，其沒有復雜的機構無需進行特別的維護保養，只要保證浮盤液位計內各部分的良好性能即可使用，是一種價格低廉的就地指示和遠傳液位計，在工業生產中得到廣泛的使用。

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