压力式液位计应用于各种罐体测量的方案及计算方式

压力式液位计可用于建立河流，水箱，井或其他液体中的液位。液体填充容器底部的压力直接与液体的高度相关。变送器测量这种静水压头并提供较终的液位。为了获得准确的读数，测量装置必须位于想要测量的较低点; 通常安装或放置在容器的底部。

在测量液位时，必须考虑比重。考虑以下等式：

    H = P / SG或P = SG?H

H - 被测液体的高度（通常以英寸，厘米，米，英尺等为单位）
P - 水箱底部的静水压头（通常以英寸水柱，水柱英尺，横杆，psi， Pascal's等）
SG - 介质的比重（无量纲数计算自：测量的介质密度÷4°C时水的密度。例如，煤油的密度等于0.82 g / cm 3.因此，SG的煤油为0.82g / cm 3· 1.00g / cm 3 = 0.82

例如，取一个8英寸深的水容器。水的比重为1.00。要计算容器底部的静水压力，请考虑：

H = 8英寸水
SG = 1
P = x PSI
P = 1?8英寸= 8英寸WC

因此底部的静水压力（P）等于8英寸水柱。

1英寸水柱= 0.03613 PSI（27.678英寸水柱= 1 PSI）。
8英寸WC?0.03613 = 0.289 PSI

因此，该容器底部的8英寸WC = 0.289 PSI的静水压力。

可以看出，较低或较高的比重会对液位测量产生重大影响。在进行精确的液位测量时，其他变量，例如设备位置，温度和/或作用在密封罐中的介质上的气体压力也是至关重要的。

以下是进行精确液位测量的不同建议。

通风/开放式坦克
这是在水平测量中考虑的较简单的情况。通风/开放式储罐包括高架，地埋和地上储罐，其具有开放的通风口或使介质暴露于当地大气压力。

通常，仪器可以安装在水箱的侧面（如图1所示），或者液位探头可以直接降低到水箱中的介质中（如图2所示）。静压头压力将允许用户获得准确的水平读数。

通风/开放式水箱，带三夹式变送器。

图1.带有Tri-clamp安装变送器的通风/开放式水箱。

假设您想要测量20英尺高的垂直水箱中的液位。满罐将施加20英尺水柱的较大静水压头。（假设这是4°C的水。）由于水柱的一英尺相当于0.43356 PSI，因此施加在水箱底部和压力式液位计上的较大静水压头压力为8.671 PSI。

打开水箱带潜水式变送器。

图2.使用潜水式变送器打开水箱。

带适配器的绝缘油箱。

图3.带适配器的绝缘油箱。

现在，假设同一个坦克充满了煤油。由于煤油的比重为0.82，利用上述公式得出：

P = 0.82?20英尺= 16.4英尺水柱或16.4英尺?0.43356 = 7.11 PSI。

在这个例子中，水和煤油之间存在1.561 PSI或3.6英尺WC的差异。这表明了解介质比重的重要性，以便获得准确的液位测量。

在选择用于测量通风/开放式水箱中液位的变送器时，在安装时应考虑某些基本因素。可以轻拍水箱底部吗？可以使用焊接适配器吗？这里可以插入什么类型的配件？如果水箱底部无法攻丝，可以从水箱顶部插入液位探头吗？这是一种卫生用途，批准的产品是必不可少的，还是污染问题？介质是否与标准材料兼容，或者是否需要可选的接液部件？

如果这是一个卫生应用或仪器可以从水箱外部安装，可以使用Viatran的359型。Viatran为359型提供了许多不同的接收器，可以匹配您当前的设计或焊接适配器，以满足您的新安装需求。

如果这不是卫生应用，Viatran的Model 517可以从水箱的顶部插入并降低到底部，或者Viatran的244,344或544型可以通过管接头连接到水箱底座。517型是进行液位测量的较简单，较具侵入性的方法。罐壁上不需要孔或适配器，并且可以在不排放罐的情况下容易地移除变送器。

如果使用隔热型罐，则压力测量与上述示例中所述相同，除非需要特殊的适配器。适配器在水箱内部齐平焊接，并通过绝缘层延伸到插入变送器的水箱外部（参见图3）。

密封/加压罐
密封罐在液体顶部重复地具有高于大气压的气体覆盖层。静压头压力（由液位施加的压力）和顶部的气垫压力具有累加效应。静水压力和气体压力一起提供在罐底部和液位仪上施加的总压力。

知道这种关系，很难使用开放/通风罐实例中所示的技术获得精确的液位测量。气体压力的增加意味着更高的液位，这是错误的。

一种技术和较准确的是利用差压传感器（DP）。该装置将精确测量液位，同时抵消气垫压力效应。一个DP高压侧（支腿）通向油箱底部，低压侧垂直于油箱顶部上方（如图4所示）将测量燃气压力与组合燃气之间的差异。液位压力。这仅留下液位测量值（这种情况下气压不是问题）。

带密封压力式液位计的密封罐。

图4.带有差压传感器的密封罐。

通风罐具有不断变化的介质密度。

图5.具有不断变化的介质密度的通气罐。

但是，执行此测量时需要考虑许多预防措施和变量。双方的腿是否会暴露在不同的温度下？每条腿应该多长时间？变送器可以安装在哪里？介质和气体的较低和较高温度是多少？这个系统在室内还是室外？坦克看到真空吗？

相关故事
压力衰减用于检测泄漏
了解如何准确测量液位
高精度变送器中的分流校准功能
为了仅显示测量原理，以下示例将假设存在较佳条件。让我们假设水箱高30英尺，有20英尺深的水（20英尺水= 8.671 PSI），顶部有一个5 PSI的加压气体毯。回顾水的比重为1.00，水箱底部的静水压头和气压读数总计为5 PSI + 20英尺WC = 13.671 PSI或31.539英尺WC。

如图4所示，通过充油毛细管使用两个远程密封件。DP的低侧密封安装在20英尺深的水上方并进入气垫区域。DP的高侧将尽可能靠近底座安装。DP的低侧将感测到5 PSI气体覆盖层。变送器从13.671 PSI或31.539英尺WC的组合高压侧减去5 PSI的低压侧压力，产生8.671 PSI或20英尺WC。

另一种不准确的技术是使用Viatran的Model 517并将其放入密封罐中。电缆末端应通过密封的馈通离开水箱。由于局部大气压力的变化，517型号上的呼吸器不是必需的。第二台变送器，例如Viatran的570型，将安装在油箱顶部，仅测量气垫。然后将这两个信号馈入能够减去这两个信号的电路。结果只是液位读数。这种技术不如使用DP那么准确，但是在空间和安装成为问题的情况下，这通常会产生可接受的结果。

具有改变介质密度的通风或开放式储罐
一些制造商使用单个罐来处理具有不同密度的多种介质，或者他们具有随温度改变密度的介质。这在食品和饮料行业中非常典型，其中不同的成分在相同的罐中混合并混合。在这些条件下使用安装在罐底部的仪表型仪器进行精确的液位测量是困难的。

即使密度变化，使用DP与仪表型变送器相结合也可提供精确的液位测量。如图5所示，将DP的两条腿安装一段已知的距离将测量这两点之间的静水压头，并帮助您确定介质的比重。然后可以将比重乘以从量具发射器读取的水平，以获得系统中的准确水平读数。

我们假设有一个30英尺高的水箱，里面装满了20英尺长的水。如图5所示，如果DP安装在该垂直油箱的侧面，低侧正好高于高侧12英寸，则输出将相当于12英寸WC或0.43356 PSI。了解这一点，您现在可以计算除水之外的液体的比重。

例如，让我们假设一个人有一个20英尺未知媒体的坦克。如上所述，DP被连接起来，每条腿相距12英寸。DP的输出对应于9.84英寸的水柱读数。请记住，两条腿相距12英寸。

考虑以下公式：
    SG = DP / D.
DP - 从DP读取DP腿之间的距离（9.84英寸水柱）
D - DP腿之间的实际距离（12英寸）
SG - 比重
所以：
    SG = 9.84英寸/ 12英寸
SG = 0.82

这里，该介质的比重等于0.82。

为了建立介质密度的校正水平测量值，可以将安装在水箱底部的应变式变送器（Viatran的359型）输出，并乘以上面确定的比重。在这个例子中，20英尺WC乘以0.82或20英尺WC?0.82 = 16.4英尺WC的SG。

密封罐，具有不断变化的介质密度。

图6.密封罐，介质密度不断变化。

目前有许多不同的输入设备可以采用两个4-20 mA输出，将这些输出相乘，得到的4-20 mA相当于适当的电平。

这个例子表明，即使有密度波动，人们仍然可以获得精确的液位测量。

密封加压罐，改变介质密度
这里，存在改变比重和加压密封罐的组合。图6示出了在这种情况下用于进行精确液位测量的两个DP单元。

第一个DP安装在加压密封罐中。低侧检测气垫，高侧检测液位和气囊压力的组合（DP1）。该DP的结果仅是静压测量。然而，Viatran也具有不断变化的比重。

如前面的例子所示，安装了第二个DP（DP2），它的两条腿在这个垂直槽的侧面相距12英寸。然后可以计算比重。一旦知道SG，就用数学板和两个DP信号乘以静压。现在可以在具有改变比重的加压罐中获得精确的液位测量。

这些只是可用于解决液位测量要求的不同技术的一些一般示例。

Viatran提供多种差压变送器，可精确实现液位测量; 型号274,374,276,376,571,574或IDP10，范围从0.5英寸WCD到3000 PSID，以及远程密封，毛细管和一系列填充液，以满足您的需求。Viatran还提供诸如Model 517之类的产品，这些产品易于设置并提供高精度结果。对于卫生应用，可以使用型号350,351或359。