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【摘 要】当测量具有腐蚀性、高粘度或含有悬浮颗拉的敞口容器液位，且准确度要求不很高时，常选用吹气式液位计。本文介绍了吹气法的工作原理、吹气式液位测量的原理，以及使用时应注意的事项。
【关键词】吹气法；测量；液位
1.引言
液位是石油化工生产过程中的重要参数之一。精确可靠地测量介质液位，是工业生产的需要，也是从事仪表自动化维护工作的职责。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。
2.吹气法的工作原理
吹气法的工作原理，见图2-1所示。图中：1-过滤器；2-减压阀；3-节流元件；4-转子流量计；5-变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P=ρgH。式中，ρ-液体密度；H-液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。
对于精度要求不高的场所，而且工艺条件很苛刻的场所，如高粘度，高腐蚀性的流量、液位，可用吹气法测量。
3.吹气式液（物）位测量的组成与使用方法
3.1组成原理
（1）吹气式物位测量是利用临界压缩比恒流原理，即：在气体处在临界压缩比或超临界压缩比时，气体通过节流元件时流量呈最大。如果下游管路阻力发生变化，流量也不再变化，即处于恒流状态。若忽略气体在管道中流动时的压降，则在下游管道的压力与插入管口被测介质的压力相等，可以用管道压力表示被测液柱的压力。
（2）吹气式液位计由节流元件、测压仪表、止回阀、转子流量计、过滤器、减压阀、导压管和插入管等组成。另外还需要0.4～0.7MPa的气源（空气、氮气、二氧化碳等）。
图3-1 吹气式液位测量系统
3.2使用说明
①节流元件的孔径可以利用标准孔板计算公式计算得到，但多数采用经验数据。对于一般粘度不大，无固体颗粒的液体，孔径可取φ0.7或φ0.8mm，流速为0.5～1.0m/s；对于粘度较大，有固体颗粒的液体，孔径可取φ1.0或φ1.2mm，流速为1.0～3.5m/s；②反吹点应靠近取压点安装；③在测量含有固体颗粒的液位时，节流元件应安装在从上向下流的垂直管道上；④压力变送器（差压变送器）要安装在取压点的水平高度或取压点上方；⑤转子流量计根据现场情况，有时可以省掉。
吹气式液位计正常工作时，气体流ht应取一个合适的数值。一般以在最高液位时仍有气泡逸出为宜。流量过大，则流经导管的压降变大，会引起测量的误差；流量过小，又会造成较大的滞后。为此，在管路中安装浮子流量计用以观察流量的大小，安装节流阀控制流址。
式中：H1—仪表测量的液位高度m；H0—插入管口距容器底部的高度m；H—液位的實际高度m；ρ—被测液体的密度kg/m3；p—液柱的压力Pa；g—重力加速度；
3.4应用范围
除了能测量洁净液体的液位外，特别适于有腐蚀性的酸碱盐液体、有毒性的液体、有放射性液体、粘度较大液体、易于结晶液体、含有固体颗粒液体的液位以及一些流化床料位的测量。吹气法并不意味着只能用空气吹，可以是任何气体。从理论上讲，吹气管路内的气体流量越小越好，即流速越低越好，这样气体在管路中的压降越低，变送器的测量点与吹气点的压力越接近。实际应用中对双路吹气只要两路的吹气流量相同，尽管两个管路的长度不同，近似认为压降相同。
4.吹气法精确测量原油罐液位的实例
如，已知1万立方的原油罐，直径为20m、高度16m，所贮油品的密度ρ=960kg/m3；测压仪表为压力变送器，当时输出为满量程的75%（仪表量程是0～160MPa），插入管口距罐底为0.5m。见下图4-1：
图4-1 吹气法精确测量原油罐液位
在采用吹气法精确测量液位高度时，必须考虑在吹气管道中空气密度对测量液位高度的影响。由于其影响的大小随液位变化而变化，因此它产生的误差是不能忽略的。但是如果吹气口与压力变送器在同一水平线上，管内压缩空气的密度变化是一致的，测量不会受影响。液位高度计算如下：
5.结束语
总之，吹气法精确测量液位系统结构简单，使用方便，最适合于具有腐蚀性、高猫度、含有悬浮颗粒液体的液位测量。不适于密闭容器的液位测量，如果不得已用于密闭容器，则要求容器上部有通气孔。它的缺点是需要气源，而且只能适用于静压不高、准确度要求不高的场合。若将压缩空气改为氮气或二氧化碳气体，则可测量易燃、易氧化液体的液位。但是，也应该看到，用吹气法测量液位主要在要求不高、控制不严、精度不高的场合使用。从原理上讲就是静压测量，误差大，耗仪表空气不节能，维护量较大。
参考文献：
[1]张平发。液位测量吹气装置的研究[J]，化工自动化及仪表，2003年01期
[2]董合林.吹气法在真空测量中的应用研究[J]，化工自动化及仪表，2010年07期
【关键词】吹气法；测量；液位
1.引言
液位是石油化工生产过程中的重要参数之一。精确可靠地测量介质液位，是工业生产的需要，也是从事仪表自动化维护工作的职责。液位又包括液位信号器和连续液位测量两种。液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。
2.吹气法的工作原理
吹气法的工作原理，见图2-1所示。图中：1-过滤器；2-减压阀；3-节流元件；4-转子流量计；5-变送器。因吹气管内压力近似等于液柱的静压力，故P=ρgH。式中，ρ-液体密度；H-液位。故由静压力P即可测量液位H。吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。
对于精度要求不高的场所，而且工艺条件很苛刻的场所，如高粘度，高腐蚀性的流量、液位，可用吹气法测量。
3.吹气式液（物）位测量的组成与使用方法
3.1组成原理
（1）吹气式物位测量是利用临界压缩比恒流原理，即：在气体处在临界压缩比或超临界压缩比时，气体通过节流元件时流量呈最大。如果下游管路阻力发生变化，流量也不再变化，即处于恒流状态。若忽略气体在管道中流动时的压降，则在下游管道的压力与插入管口被测介质的压力相等，可以用管道压力表示被测液柱的压力。
（2）吹气式液位计由节流元件、测压仪表、止回阀、转子流量计、过滤器、减压阀、导压管和插入管等组成。另外还需要0.4～0.7MPa的气源（空气、氮气、二氧化碳等）。
图3-1 吹气式液位测量系统
3.2使用说明
①节流元件的孔径可以利用标准孔板计算公式计算得到，但多数采用经验数据。对于一般粘度不大，无固体颗粒的液体，孔径可取φ0.7或φ0.8mm，流速为0.5～1.0m/s；对于粘度较大，有固体颗粒的液体，孔径可取φ1.0或φ1.2mm，流速为1.0～3.5m/s；②反吹点应靠近取压点安装；③在测量含有固体颗粒的液位时，节流元件应安装在从上向下流的垂直管道上；④压力变送器（差压变送器）要安装在取压点的水平高度或取压点上方；⑤转子流量计根据现场情况，有时可以省掉。
吹气式液位计正常工作时，气体流ht应取一个合适的数值。一般以在最高液位时仍有气泡逸出为宜。流量过大，则流经导管的压降变大，会引起测量的误差；流量过小，又会造成较大的滞后。为此，在管路中安装浮子流量计用以观察流量的大小，安装节流阀控制流址。
式中：H1—仪表测量的液位高度m；H0—插入管口距容器底部的高度m；H—液位的實际高度m；ρ—被测液体的密度kg/m3；p—液柱的压力Pa；g—重力加速度；
3.4应用范围
除了能测量洁净液体的液位外，特别适于有腐蚀性的酸碱盐液体、有毒性的液体、有放射性液体、粘度较大液体、易于结晶液体、含有固体颗粒液体的液位以及一些流化床料位的测量。吹气法并不意味着只能用空气吹，可以是任何气体。从理论上讲，吹气管路内的气体流量越小越好，即流速越低越好，这样气体在管路中的压降越低，变送器的测量点与吹气点的压力越接近。实际应用中对双路吹气只要两路的吹气流量相同，尽管两个管路的长度不同，近似认为压降相同。
4.吹气法精确测量原油罐液位的实例
如，已知1万立方的原油罐，直径为20m、高度16m，所贮油品的密度ρ=960kg/m3；测压仪表为压力变送器，当时输出为满量程的75%（仪表量程是0～160MPa），插入管口距罐底为0.5m。见下图4-1：
图4-1 吹气法精确测量原油罐液位
在采用吹气法精确测量液位高度时，必须考虑在吹气管道中空气密度对测量液位高度的影响。由于其影响的大小随液位变化而变化，因此它产生的误差是不能忽略的。但是如果吹气口与压力变送器在同一水平线上，管内压缩空气的密度变化是一致的，测量不会受影响。液位高度计算如下：
5.结束语
总之，吹气法精确测量液位系统结构简单，使用方便，最适合于具有腐蚀性、高猫度、含有悬浮颗粒液体的液位测量。不适于密闭容器的液位测量，如果不得已用于密闭容器，则要求容器上部有通气孔。它的缺点是需要气源，而且只能适用于静压不高、准确度要求不高的场合。若将压缩空气改为氮气或二氧化碳气体，则可测量易燃、易氧化液体的液位。但是，也应该看到，用吹气法测量液位主要在要求不高、控制不严、精度不高的场合使用。从原理上讲就是静压测量，误差大，耗仪表空气不节能，维护量较大。
参考文献：
[1]张平发。液位测量吹气装置的研究[J]，化工自动化及仪表，2003年01期
[2]董合林.吹气法在真空测量中的应用研究[J]，化工自动化及仪表，2010年07期