在化工、制藥、食品等行業(yè)非常常見的實際問題。攪拌器的運(yùn)行會嚴(yán)重干擾液位測量,導(dǎo)致讀數(shù)波動、不準(zhǔn)甚至完全失效。要解決這個問題,需要從 “理解干擾原理” 和 “選擇應(yīng)對方案” 兩個方面入手。
一、攪拌器如何影響液位測量?
液面波動與漩渦:攪拌器會使液面產(chǎn)生劇烈波動、形成漩渦,導(dǎo)致接觸式儀表(如浮球、導(dǎo)波雷達(dá))或測量靜壓的儀表(如差壓變送器)接收到不穩(wěn)定信號。
介質(zhì)特性變化:
產(chǎn)生氣泡:尤其在攪拌易起泡的液體時,氣泡層會使超聲波、雷達(dá)信號的傳輸時間變長,導(dǎo)致讀數(shù)虛高。
密度不均:攪拌不均勻的混合物(如固體懸浮液)時,介質(zhì)密度在罐內(nèi)分布不均,影響基于靜壓原理的儀表(如差壓、浮筒)的準(zhǔn)確性。
物理干擾與沖擊:
攪拌葉輪可能直接接觸到插入罐內(nèi)的測量元件(如音叉、電容探頭)。
流動的液體對測量元件產(chǎn)生沖擊力,影響機(jī)械式儀表或造成磨損。
電氣干擾:攪拌電機(jī)(特別是大功率電機(jī))可能產(chǎn)生電磁干擾,影響模擬信號傳輸或智能儀表的電子單元。
二、解決方案與選型建議
解決思路主要是:避開干擾、對抗干擾、優(yōu)化安裝。
方案一:首選——非接觸式測量(從頂部安裝)
這類儀表不與被攪拌液體接觸,受流動影響最小。
雷達(dá)液位計(高頻/調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)):
優(yōu)點(diǎn):精度高,幾乎不受介質(zhì)密度、氣泡、蒸汽影響。
關(guān)鍵點(diǎn):對于易產(chǎn)生泡沫或漩渦的工況,建議選擇帶有“虛假回波抑制”功能的高性能儀表。安裝時盡量遠(yuǎn)離進(jìn)料口和攪拌軸,安裝在罐頂?shù)姆€(wěn)定區(qū)域。
超聲波液位計:
優(yōu)點(diǎn):成本較低,適用于大多數(shù)液體。
注意:對泡沫和蒸汽非常敏感!如果攪拌會產(chǎn)生大量泡沫或蒸汽(如加熱攪拌),超聲波可能會失效。適用于泡沫少、蒸汽不大的清潔液體。
外測式(粘貼式)超聲波液位計:
優(yōu)點(diǎn):完全非接觸,在罐外壁測量,徹底杜絕了與攪拌液體的任何干擾。適用于金屬罐壁。
注意:對罐壁清潔度、厚度有要求,且價格較高。
方案二:接觸式測量的優(yōu)化方案
如果必須或已經(jīng)在使用接觸式儀表,可以嘗試以下方法:
使用導(dǎo)波雷達(dá)液位計或射頻導(dǎo)納,并加裝 “靜壓管”或“旁通管”:
原理:在罐內(nèi)或罐外安裝一根垂直的管子(底部與罐體連通),將探頭安裝在管內(nèi)。管子起到了平息液面波動、隔離漩渦和氣泡的作用。
優(yōu)點(diǎn):能有效穩(wěn)定液面,保護(hù)探頭免受沖擊。
缺點(diǎn):可能造成輕微堵塞,不適合粘稠或易結(jié)晶的介質(zhì);需要定期清潔。
優(yōu)化安裝位置:
將探頭安裝在遠(yuǎn)離攪拌葉輪和液流直接沖擊的位置,如罐壁的穩(wěn)定區(qū)域。
調(diào)整儀表參數(shù):
增加阻尼:在變送器設(shè)置中增加“阻尼”時間,可以平滑輸出信號,濾除快速波動。但會降低響應(yīng)速度。
信號濾波:使用PLC或DCS系統(tǒng)對采集到的信號進(jìn)行軟件濾波。
方案三:特殊場景方案
對于靜壓式(差壓/壓力)液位計:
使用毛細(xì)管遠(yuǎn)傳法蘭:將膜片與變送器通過毛細(xì)管分離,可以將變送器安裝在遠(yuǎn)離振動和干擾的地方。
在引壓管上增加阻尼閥:機(jī)械式地平滑壓力波動。
對于浮球/浮筒式液位計:
在其外部加裝保護(hù)套管/防浪柵,隔離流動液體的直接沖擊。
總結(jié)與決策流程圖
當(dāng)你遇到此問題時,可以按以下步驟思考:

最終建議:
對于新建項目或允許改造的項目,優(yōu)先考慮采用高頻雷達(dá)液位計,它是目前應(yīng)對帶攪拌工況最可靠、最通用的解決方案。對于現(xiàn)有系統(tǒng)的改造,可根據(jù)介質(zhì)特性、安裝條件和預(yù)算,選擇加裝靜壓管或改用外測式超聲波等方案。