基尔中国 浮球液位计是什么?其原理及产品知识介绍

一、浮球液位计的定义与核心原理

1. 基本定义

浮球液位计是以磁浮球为测量元件的液位测量仪表，通过浮球在液体中的浮沉变化来检测液位高度，将液位信号转换为标准电信号输出，实现液位的远程监测、控制和记录。

2. 核心工作原理

浮球液位计基于阿基米德浮力原理设计：

浮力驱动：浮球因密度小于被测液体而漂浮于液面，液位升降直接带动浮球同步移动。

磁耦合触发：浮球内置的磁钢随位移靠近导杆上的磁簧开关，磁场作用下磁簧开关的触点闭合或断开，形成开关量信号。

信号转换：磁簧开关的动作状态被转化为电阻、电压或电流信号，通过智能转换器输出4～20mA标准信号，实现液位的远传显示、控制或记录。

二、浮球液位计的结构组成

1. 核心组件

浮球：内置磁钢，随液位变化上下移动，是测量的关键部件。

导杆/插杆：垂直安装于容器侧壁或顶部，引导浮球上下移动。

磁簧开关/干簧管：安装在导杆上，受浮球磁力作用吸合或断开。

信号转换模块：将磁簧开关的状态变化转换为标准电信号。

连接法兰：用于将液位计固定在容器上。

2. 信号输出方式

4～20mA标准电流信号：用于远距离传输至控制室。

HART协议支持：便于与PLC、DCS等控制系统联动。

就地液晶显示表头：可选配，实时显示液位百分比和电流值。

三、浮球液位计的主要特点

1. 结构与可靠性

结构简单：由浮球、插杆、连接法兰等组成，设计简洁。

故障率低：采用磁耦合原理，无机械连接件，避免了机械磨损。

维护成本低：日常维护仅需清洁浮球和连杆，定期校准即可。

2. 介质适应性

适用范围广：可测量清水、油类、腐蚀性液体等多种介质。

材质选择多样：根据介质特性，可选择304、316L不锈钢或腐蚀材质（如PTFE、PP涂层）。

密度适应性：适用于介质密度≥0.45g/cm³的液体。

3. 环境适应性

防护等级高：可达IP65、IP68，适用于户外、潮湿或水下环境。

温度范围广：工作温度范围通常为-20℃至+300℃。

压力适应性：可承受工作压力≤2.5MPa。

防爆功能：具备Ex d IIC T6、Ex ia IIC T6等防爆等级，适用于易燃易爆场所。

四、浮球液位计的分类

1. 按结构形式分类

侧装式浮球液位计

特点：导杆垂直安装于容器侧壁，浮球沿导杆上下移动

应用：适用于侧壁开口的储罐、水池等

优势：结构紧凑，可直接显示液位高度，适合现场观察

顶装式浮球液位计

特点：导杆通过法兰固定于容器顶部，浮球在导杆内升降

应用：适用于密闭容器或高温高压环境

优势：密封性好，可承受高压，适合工业过程控制

连杆式浮球液位计

特点：浮球通过连杆与外部指示器连接，液位变化带动连杆转动

应用：适用于地下水池、深井等液位低于操作面的场景

优势：无需导杆，安装灵活，适合空间受限的环境

五、浮球液位计的技术参数

1. 基本参数

测量范围：通常为0～500mm至0～6000mm，可根据需求定制

精度：±10mm（一般工业级），高精度型号可达±1mm

输出信号：4～20mA标准电流信号，支持HART协议

供电电压：通常为DC 24V

连接方式：法兰连接（如HG20594-97 DN100 PN2.5 RF）

2. 特殊功能参数

防护等级：IP65、IP68

防爆等级：Ex d IIC T6、Ex ia IIC T6

温度范围：-20℃至+300℃

压力范围：≤2.5MPa

介质密度要求：≥0.45g/cm³

六、浮球液位计的应用领域

1. 工业领域

石油化工：用于油罐、储罐、反应釜等液位监测

电力行业：用于锅炉、冷却塔、水处理等液位监测

食品医药：用于饮料、药品、化妆品等生产过程中的液位监测

2. 环保领域

污水处理：监测污水处理设施中的液位

水处理：用于水质监测、水库蓄水等场景

大坝水位监测：适用于大坝水位，水库水位监测

3. 其他领域

纺织印染：监测染料、助剂等液体的液位

船舶行业：用于船舶液舱液位监测

军事领域：用于军事设备液位监测

七、浮球液位计的安装与维护

1. 安装要点

安装位置：应远离进水口，避免液位计因进水口波动而造成误动作

安装方式：支持顶装、侧装等多种安装方式，适应不同容器结构

防波措施：若装置于搅拌区域，可安装防波管或防波挡板

连接管选择：选择内径大于浮球直径的法兰连接管

2. 维护要点

日常维护：仅需清洁浮球和连杆，定期校准即可保证测量精度

故障排查：常见问题包括信号不稳定、无输出或高输出，可通过检查线路电压、信号线极性、回路电阻等解决

定期检查：检查浮球是否脱落、破裂，连杆是否变形，确保设备正常运行

八、浮球液位计与其他液位计的比较优势

1. 与磁翻板液位计比较

浮球液位计：通过磁耦合原理将液位变化转化为电信号，适合远距离传输

磁翻板液位计：通过磁耦合传递到磁翻柱指示面板，实现现场直观显示

2. 与雷达液位计比较

浮球液位计：结构简单，成本低，适用于一般工业场合

雷达液位计：基于时间行程原理，精度高，适用于高精度测量场合

3. 与浮筒液位计比较

浮球液位计：采用浮球结构，适用于大多数常规液位测量

浮筒液位计：测量范围更大（可达3000mm），耐高温高压能力更强

浮球液位计凭借结构简单、可靠性高、适应性强的特点，成为工业液位测量中经济实用的选择，特别适用于需要稳定可靠测量且对精度要求适中的场合。其无需电源、防爆、耐腐蚀等特性，使其在恶劣环境中也能稳定工作，是工业自动化控制系统中不可或缺的液位监测工具。