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浮筒液位计的工作原理及结构
浮筒液位计由检测、转换、变送三部分组成；检测部分由浮筒、连杆组成；转换部分由杠杆、扭力管组件、传感器组成；变送部分由 CPU、A/D、D/A 及 LCD 显示器组成。如下图所示。
浮筒浸没在外浮筒内的液体中，与扭力管系统刚性连接，外浮筒内液体的位置，或界面高低的变化，引起浸没在液体中的浮筒的浮力变化，从而使扭力管转角也随之变化。
液位越高时，浮筒所受浮力越大，扭力管所受的力矩就越小，扭角也越小；反之则越大。扭角的变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器，使传感器输出电压变化，被放大转换为 4-20mA电流输出。
浮筒液位计故障检查判断及处理
(1)没有液位显示或显示最小
本故障是指工艺的液位正常，但仪表无显示或显示最小，甚至显示负值。
可进行排污，来检查取样阀门、取样管路有没有积垢、堵塞故障；可通过清洗，吹洗的方法来疏通堵塞，取样阀门堵塞严重或泄漏只有更换。可对外浮筒内部进行检查，浮筒破裂，浮筒挂料都会使液位显示变低或显示零下。
变送器连接电路出现断路，供电失常，变送器的放大板，显示板损坏都会使变送器无显示，或者输出电流下降，显示与输出电流不吻合。更换电路板需要重新进行参数的设置。变送器没有电流输出，检查接线是否正确；观察液晶表头是否有显示，有显示但无输出电流，可能是输出管损坏，可更换电路板来确定。EEPROM 损坏，会造成仪表标定数据的丢失，也会引起无电流输出故障。
(2)液位显示最大
可按先机械后电气的次序检查。工艺介质的腐蚀、结晶、沉积物附着，工艺介质密度变化大，浮筒被卡，浮筒脱落，安装的垂直度不合乎要求，都会使液位显示最大；机械部分与工艺介质直接接触，故障率高于电气部分。
浮筒被卡可拆卸处理或清洗浮筒的污物，浮筒脱落需要拆卸后挂浮筒，进行调校才能使用。工艺介质密度有较大变化，介质温度超过设计值太多，与工艺协商后，要重新计算按新的量程进行调校使用。确定机械部分没有问题，可对变送器的供电、零点、量程进行检查，零点是否有漂移或偏高现象，量程设置是否正确，可测量变送器输出电流来判断变送器，安全栅是否正常。
(3)液位显示偏高或偏低
液位显示有偏差时，用手操器检查变送器的参数设置是否正确，浮筒液位计显示有偏差，很多时候与所测介质有关，介质密度变化与设计、设定值相差较大，液位显示值就会不准。
有的气体、汽油等介质含硫量较高，易在浮筒吊杆处结晶或结块造成测量不准。信号线路的原因引起 DCS 液位显示偏高或偏低，其现象是浮筒液位计与就地液位计的显示是对应的，但 DCS 的液位显示偏差较大，这类故障很多是由于信号线路的接线端子，分线箱端子进水使信号线对地的绝缘电阻下降，或使信号线正负极间的绝缘电阻下降；严重导致信号线接地，信号线间的短路故障；信号分流会使 DCS 的显示比现场仪表偏低，引入了地电流干扰会使 DCS 的显示偏高。故障常在雨季或卫生大扫除后发生，端子盒、分线箱密封不良很容易进水，可用塑料布包扎或用防爆胶泥密封来防水。
(4)液位显示波动
观察被测液位的历史记录曲线，看是什么样的波动，缓慢波动可能是介质波动或浮筒有机械故障。浮筒浸在介质中会有一定的惯性和阻尼，所以波动是不可能突变的。
有很大的波动或者是突然出现的波动，大多是电路或信号线有问题，如变送器的接线接触不良或松动，可分段测量导线的电阻值来判断，还应检查仪表是否受到电磁干扰。
工艺液位经常波动，可加大阻尼时间和滤波来克服。被测液位波动较大可考虑配置防波管。要了解工艺被测介质的性质，如某公司用浮筒液位计测量冷凝器液位，介质为氟利昂，液位显示经常出现波动，后来查明引起波动的原因是氟利昂里气泡太多，导致浮筒波动；可见生产工况对仪表测量的影响是很大的。
因此在判断和处理故障时，不能只从仪表方面作手，还要考虑工艺方面的影响。
设计选型有问题，浮筒的计算密度不对，安装位置不佳；被测介质的性质与设计值不符；工艺的压力，流量波动过大，都有可能引起液位显示的波动。变送器输出电流不稳定，对变送器测量回路进行检查，检查变送器端子上的电压是否稳定，检查变送器连接线路有没有接触不良或接地等现象。用手操器使变送器输出 4mA 或 20mA等固定电流，来判断变送器或安全栅是否有问题，并对症处理。机械部分有故障，如扭力管的工作性能不稳定，浮筒挂钩损坏，会使仪表的输出电流不稳定，零点附近量程波动大，还会影响仪表的线性。机械故障要拆卸检查才能确定。
(5)液位变化迟钝
工艺液位变化时仪表显示也变化，但变化速度与实际液位不一致，可排污检查取样阀门及取样管有没有堵塞现象；液位变化迟钝很多是由于浮筒上有附着物或浮筒与外套筒有摩擦；可定时用蒸汽吹扫，或在仪表外套筒增加伴热。
液位计的气、液相取样管或取样阀门堵塞，尤其是气相管路堵塞时，会导致测量筒与容器上部压力不平衡，浮筒上部憋压，使浮筒移动缓慢导致液位显示变化缓慢。取样阀门开度过小，也会出现液位变化缓慢，与实际液位有偏差的故障，气相管有堵塞时该故障更突出。
(6)液位显示不变化
工艺液位正常并有变化但液位显示长时间没有变化，DCS 液位趋势曲线为直线，可通过排污来发现问题，排污时可敲打外浮筒，有时浮筒被卡住，浮筒与外浮筒相碰，通过敲打外浮筒就有可能恢复正常；机械部分没有问题，就应该在变送器的电路上查找原因，变送器的显示板或放大板有问题，可用备件代换来确定故障。更换电路板，需要重新输人参数并进行线性调整。
液位计的气，液相取样管或取样阀门堵塞，取样阀门开度过小，都会使被测液位长时间不变化，而液位趋势曲线为直线，尤其是液相取样管，经常会被管道内的杂质堵塞，管线较长时被堵塞的概率更高。气相取样管或取样阀门堵塞，取样阀门开度过小，会出现液位变化缓慢，与实际液位有偏差的故障。
测量介质易结晶，或者温度，压力的变化导致物料结晶，结晶物将浮筒。扭力管、挂钩卡死都会造成液位显示不变化的故障。该类故障只有拆下修理，没有好办法彻底消除，但可采取一些措施来减小影响，如把外浮筒用保温材料包裹起来，减少外部温度的影响，以消除挥发物在浮筒内的结晶，结焦现象；如果被测介质可以吹蒸汽、热风，则可使用吹扫法来减少结晶，结焦现象。采取以上措施仍然受困于结晶问题时，只能考虑用其他测量方法。
浮筒液位计维修实例
(1)没有液位显示或显示最小
[实例 1]蒸汽冷凝器的液位无显示。
[故障检查]对浮筒液位计进行排污，只有少量的冷凝水流出来，判断浮筒堵塞。
[故障处理]拆下外浮筒打开后发现，污物杂质几乎将浮筒塞满。清洗并重新校准后，仪表恢复正常。
[维修小结]本例是工艺原因造成的堵塞故障，该容器工艺没有按期进行清洗和排杂，使冷凝器中沉积了大量的杂质和污物，并堵塞了浮筒。
(2)液位显示最大
[实例 2]硫磺装置汽提塔液位，玻璃液位计显示 60%，而 DCS 显示为 100%。
[故障检查]到现场检查玻璃液位计是正常的。进行排污检查发现有污物阻塞现象。
[故障处理]停表将浮筒内的污物清理干净，开表后液位显示正常。
[维修小结]本例是由于筒内的污物将浮筒卡在了 100%处，造成了浮筒输出电流最大。检查浮筒是否被卡，最有效的方法就是排污，关闭浮筒与设备相连的取样阀，打开排污阀排污，若仪表显示回零则判断浮筒未卡，如果仍为 100%则可判断浮筒被卡。测量容易结晶、堵塞的介质液位时，首先要判断就地液位计是否存在堵塞的故障，就地液位计在正常的基础上再对仪表进行检查，以避免走弯路。
(3)液位显示偏高
[实例 3]工艺反映 DLC3000 浮筒液位计显示偏高。
[故障检查]用 475 手操器进行两点液位标定，没有改观。经分析后认为:浮筒扭力管的刚性有可能发生变化。
[故障处理]重新标定干耦合点，具体操作如下：
①将表头下方的滑块推开，露出锁紧孔内锁紧扭力杆的六角螺母。使浮筒处于最低液位位置(即浮筒最重的位置)，用套筒扳手伸入锁紧孔把螺母锁紧，将滑块推回原位。
②进入 On line(在线菜单)后，选 Basic Setup(基本设置)→Sensor Calibrate(传感器标定)→Mark Dry Coupling(标记干耦合点)。干耦合点标定完成，仪表显示应基本在零点。若偏差较大可进入 PV Setup(PV 设置)检查 Level Offset(零点迁移量)是否恢复为零，否则再重复做一次。
③进入 Two Point(两点校准)进行两点液位标定，仪表恢复正常。
[维修小结]本例仪表使用有 8 年多，扭力管的刚性有所变化也不奇怪，标定干耦合点的目的就是使扭力管工作在正常范围。或者漏设的情况。新安装或更换的仪表，安装至现场后，再用手操器检查一遍设置，最好是由两人共同完成，出错情况将大大下降。
(4)液位显示波动
[实例 4]锅炉汽包液位低负荷时波动小，高负荷时波动大。
[故障检查]观察工艺供汽压力基本稳定，经检查浮筒及变送器没有问题，仔细检查发现液相取样阀没有全开。
[故障处理]把液相阀全打开后，液位稳定。
[维修小结]液位计的液相阀门开度小，进入液位计的水量少；气相阀是全开，蒸汽把液位计内的水再加热，使体积膨胀液位虚高。锅炉减负荷后蒸汽压力升高，液位计内水位下降，如此反复就出现了波动。按规定锅炉水位的气，液相阀门要全开，这也是安全检查的主要内容；任何操作上的不到位都会给维修工作带来不必要的麻烦。
[实例 5]氨分离器液位控制系统的液位波动。
[故障检查]检查液位变送器及相关线路，没有发现异常，决定进行排污。
[故障处理]排污及冲洗浮筒后，液位控制正常。
[维修小结]在开车时压缩机带出许多油污，有油污积聚在浮筒中，在低温下结为油泥，浮筒动作不灵活使液位信号滞后，调节器不能及时调节液位还产生误调节，使液位波动很大。
[实例6]工艺反映 LT205 液位波动很大。
[故障检查]排污后确定浮筒取样管畅通。用铁钉从下放空处伸入，触碰浮筒并上下移动，表头显示有变化但变化很小。
[故障处理]将浮筒拆下调零点及量程，输出电流基本没有变化。再检查发现扭力管固定螺栓松动，扭力管位置已移动。重新调好扭力管位置并上紧螺栓，仪表恢复正常。
[维修小结]调校时发现输出电流变化很小，怀疑扭力管有问题。正常时扭力管有初始扭力存在，使浮筒传动连杆处于悬空位置，可以灵敏的感受浮筒所受浮力的微小变化。当扭力管固定螺栓松动时，扭力管在扭力的作用下，其初始扭力为零，且感受不到浮筒连杆的位移变化，在调校时输出电流基本没有变化。
(6)液位变化迟钝
[实例 7]母液槽的玻璃液位计有变化，远传的液位显示长时间不变化。
[故障检查]判断取样管堵塞的可能性较大，到现场进行检查发现液相管不通畅。
[故障处理]关闭取样阀门，对取样管路进行疏通后，仪表显示恢复正常。
[维修小结]当液相取样管有堵塞现象时，母液槽内的液体不能流入外浮筒，则外浮筒内的液位不会变化，导致变送器的输出电流也不变化。
[实例 8-35]某冷凝塔的液位不变化。
[故障检查]检查供电及变送器都正常。现场排污发现显示有稍微变化，拆卸检查发现浮筒有被卡的现象。
[故障处理]停车检修时对液位计重新进行安装，一年内没有再出现此故障。
[维修小结]本例故障曾出现几次，当初发现筒体的垂直度不合格，但没有返工就验收留下后患。重新安装解决了遗留问题。
(7)液位显示不变化。
[实例 8]某厂汽油分液罐的 LT-106 液位显示在 25%无变化。
[故障检查]估计是罐底污物积累过多，清理完毕投运，一周后又出现上述故障。再次排污清理投运，仍然显示在 25%，用水校准仍无变化，用铁丝通浮筒，表头显示会变化。
[故障处理]用水反复冲洗浮筒内部后，调校，投运仪表恢复正常。
[维修小结]液位显示在 25%无变化，实际是浮筒内部太脏使浮筒贴壁，而不随液位变化.本例说明定期排污是保障浮筒液位计正常运行的重要条件。
审核编辑：黄飞
工商网监
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