油罐不同液位测量方法的选用

油罐不同液位测量方法的选用

摘要：介绍了目前常用的油罐液位测量方法，对其优缺点分别进行了介绍，并对油罐测量方法的发展趋势进行了展望，提出了选择油罐液位测量方法的原则。

关键词：油罐液位测量方法选用

随着石油工业的发展，油罐液位的测量已成为当今工业测量中极其重要的内容。同前常用的油罐液位测量方法主要有：人工检尺、浮体式液位测量仪表、伺服式液位测量仪表、磁致伸缩液位仪、差压式液位测量仪表、超声波液位测量仪表、雷达液位仪、光纤液位测量仪表等。本文对其分别进行介绍，并通过不同液位测量方法的对比，对如何正确选择油罐液位测量方法提出指导性建议。

1.不同油罐液位测量方法及其比较

1.1人工检尺

该方法通过有经验的工人利用油尺对油罐液位高度进行测量，检尺工具为下悬铜质尺锤的钢卷尺，依靠人力上罐顶在量油孔下入钢卷尺，读出检尺高度、空尺高度和浸油高度从而得出油罐液位。计算方法为油面高度=检尺高度－空尺高度+浸油高度。

优点：因该方法投资最少，测量结果可信度高，现仍在一些小型油罐上作为液位测量的方法，或作为对其它测量方法的比较、校准时使用。

缺点：人工检尺方法原始而又繁琐，人为因素影响大，精度低，油罐内有毒有害气体对操作工身体造成很大危害，高含硫化氢的原油储罐甚至可能导致操作人员瞬间窒息死亡，且无法对液位进行不间断检测，很容易使液位上升，造成冒罐的事故。

为保证人身及设备安全，使用人工检尺方法的注意事项：

(1)上罐时，必须穿好防静电劳动保护用品和无铁钉劳保鞋执行上罐安全技术规范。

(2)上罐时要小心，动作要轻，使用防爆照明用具，并严禁在罐顶开关照明开关或用铁器敲打设备。

(3)六级以上大风天气禁止上罐量油。

(4)严禁多人同时上罐操作和在罐顶从事与工作无关的活动。

(5)量油过程中，人站在人风口的位置进行操作，系好安全带。

(6)量油尺应采用钢卷尺，尺锤为铜质材料，每半年检定一次。

(7)轻质油及原油罐动态油罐不应检尺，防止检尺时产生静电，导致爆炸、火灾事故的发生。

1.2浮体式液位测量仪表

浮体式测量仪表主要分为浮筒式、浮子式和浮球式等。浮体和某个测量机构相连，如重锤或内置若干个干簧继电器的不锈钢管，浮体的运动被重锤或对应位置上的干簧继电器转换为相应的液位。

浮筒法：该方法采用中间带孔的磁浮筒作为液位敏感元件，不锈钢套管从浮筒中间孔穿过，固定在罐顶和罐底之间。液位变化带动空心磁浮筒(内藏永久磁铁)沿套管上下移动，并吸引套管内的磁铁沿套管内壁上下移动，二次仪表根据磁铁的移动量计算出液位。

浮子法：该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。

浮球法：该方法利用杠杆原理工作，浮球跟随液位变化而绕转轴旋转，带动转轴上的指针转动，并与杠杆另一端的平衡重平衡，同时在刻度盘上指示出液位数值。浮球法有内浮球式和外浮球式两种。浮球法主要用于测量温度高、粘度大的液位，但量程较小。

浮体式液位测量仪表仅适用于清洁液体液面的连续测量与位式测量，不宜在脏污、粘性的以及在环境温度下冻结的液体中使用。因为有可动部件，机械可动部分的摩擦阻力也会影响测

量的准确性。

1.3伺服式液位测量仪表

伺服式液位计基于浮力平衡的原理，由微伺服电动机驱动体积较小的浮子，能精确地测出液位等参数。浮子用测量钢丝悬挂在仪表外壳内，而测量钢丝缠绕在精密加工过的外轮鼓上；外磁铁被固定在外轮鼓内，并与固定在内轮鼓的内磁铁耦合在一起。

优点：精度较高，现代伺服液位仪的测量精度已达到40m量程内小于1mm的精度，且一般都具有测量密度分布和平均密度的功能。

缺点：安装复杂，价格昂贵，对使用环境要求较高，适用于平静的轻质无腐蚀性液体的高精度测量。

1.4磁致伸缩液位仪

磁致伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和浮子组成。测量时，电路单元产生电流脉冲，该脉冲沿着磁致伸缩线向下传输，并产生一个环形的磁场。在探测杆外配有浮子，浮子沿探测杆随液位的变化而上下移动。由于浮子内装有一组永磁铁，所以浮子同时产生一个磁场。当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生一个“扭曲”脉冲，或称“返回”脉冲。将“返回”脉冲与电流脉冲的时间差转换成脉冲信号，从而计算出浮子的实际位置，测得液位。采用磁致伸缩液位计，进行油罐液位的测量，其优点表现在：

(1)可靠性强：由于磁致伸缩液位计采用波导原理，无机械可动部分，故无摩擦，无磨损。整个变换器封闭在不锈钢管内，和测量介质非接触，传感器工作可靠，寿命长。

(2)精度高：由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作，工作中通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量，因此测量精度高，分辨率优于0.01％FS，这是用其它传感器难以达到的精度。

(3)安全性好：磁致伸缩液位计的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特别适合对化工原料

和易燃液体的测量。测量时无需开启罐盖，避免人工测量所存在的不安全性。

(4)磁致伸缩液位计易于安装和维护简单：磁致伸缩液位仪一般通过罐顶已有管口进行安装，特别适用于地下储罐和已投运储罐的安装，并可在安装过程中不影响正常生产。

(5)便于系统自动化工作：磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号，便于微机对信号进行处理，容易实现联网工作，提高整个测量系统的自动化程度。

缺点：故障率相对“非接触式仪表”要高，柔性探杆容易损坏，容易受被测产品的影响，如产品的黏度高了就容易产生误差，而雷达无线的液位仪又容易受油品中的产生的泡沫和波浪的影响就不易测量准确。

1.5差压式液位测量仪表

差压式液位测量仪表是运用流体静力学平衡方程，将压式液位变送器安装在液体容器的底部，通过表压信号反映液位高度。

差压式液位测量仪表的优点是：

(1)油品质量计量精度高。这是因为油品质量是直接由底部压力传感器测量得到。它与密度、温度等参数的变化均无关系，所以不受这些参数误差的影响。

(2)静压法由于没有可动部件因而可靠性较高。

其缺点是液位误差较大。由于液位是用密度反推得出，而受密度分层的影响，罐底密度略大于罐内液体的平均密度，所以测得的液位略低于真实的液位。

1.6超声波液位测量仪表

超声波物位计安装于容器上部，在电子单元的控制下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲，声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。从超声波发射到被重新被接收，其时间与探头至被测物体的距离成正比。电子单元

检测该时间，并根据已知的声速计算出被测距离。通过减法运算就可得出液位值。