吹气式液位计主要由与被测介质接触的吹气管、吹气装置和差压(压力)变送器三部分组成。
单路吹气装置适用于常压或敞口容器液位的测量,双路吹气装置适用于带压密闭容器液位的测量。
吹气式液位计的工作原理如图所示。
气体经过滤减压阀过滤减压后进入吹气装置,经吹气装置稳流后流量恒定地由插入被测介质中的吹气管末端鼓泡排出。由于从吹气管末端排出的气体流量非常小,A 处气体压力PA 等于液体高度h 产生的压力和液面压力之和,B 处气体PB 等于PA 加上AB 两处的压力差ΔPAB,吹气管路D 处气体压力PD 等于C 处气体压力PC 加上CD 两处的压力差ΔPCD。,通过差压变送器测量BD 两处的差压PBD 即可得到容器内介质液位高度h。
PA =PC+ρgh,
PB=PA+ρPAB,可得出:
PB=PC+PAB+ρgh,
PD=PC+PCD,
PBD=ρgh+PAB-PCD
式中 ρ为液体密度,g 为当地重力加速度。
AB、CD 之间的压力差与AB 两处的管线距离以及流量有关,在设计取压时尽量让AB 的距离和CD 的距离一致、流量一致,因此ΔPAB=ΔPCD,这样,ΔPBD=ρgh,通过测量PBD 就可计算出容器内介质液位高度h。
吹气式液位计可以理解为非接触式液位测量仪表,可对常压或带压容器内的介质液位进行测量。
除吹气管与被测介质接触外,吹气装置和差压(压力)变送器测量元件均不与被测介质接触,从而最大限度地保护了测量仪表的测量元件,大大减轻了仪表的维护量,增加了测量的可靠性。因吹气装置可保证吹气管路内气体流量恒定,差压(压力)变送器测得的压力能够自动跟随吹气管出口压力的变化而变化,所以,差压(压力)变送器输出的信号与被测介质液位高度成线性对应关系。
吹气装置与差压(压力)变送器的组合除了能测量洁净液体的液位外,特别适用于有腐蚀性的酸碱盐液体、粘度较大的液体、易结晶液体、高温、含有固体颗粒液体的液位。
吹气装置吹入的气体不能和工艺介质发生反应,如吹入的气体导致介质组分改变或对工艺有影响,液位测量不宜使用吹气式液位计。