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杜瓦瓶液位计对比:浮球式、差压式、称重与电容式

四种低温容器剖视对比液位计:浮球式、差压式、平台秤称重和带电子表头的电容探头

要了解杜瓦瓶(DPL型焊接绝热气瓶)里还剩多少液体,有六种方法。有的只显示压力,有的需要有人到容器旁读数,有的可以远程上报。下表按一般情况比较这些方法;采用同一方法的具体产品之间也会有差异。

方法 显示什么 容器上安装什么 供电与联网 已在用气瓶能否采用 局限
浮球式或指针式液位计,靠巡检读数 大致液位,只有有人查看时才知道 无需新增 无;读数记入台账或靠电话告知 可以 刻度粗略;两次巡检之间没有读数
只看压力 瓶内压力,而不是剩余液量 现有压力表,或加装压力变送器 压力表:无。变送器:需供电和数据链路 可以 不随余量变化:只要还有液体,压力就维持在设定值附近;液态二氧化碳上方的压力由温度决定
称重 毛重;减去皮重即为瓶内液体的重量 容器上不装任何东西;气瓶下放一台平台秤 秤需供电;远程读数需数据输出 可以,无需改动容器 每个气瓶位置一台秤;软管不得承重
差压(DP) 液柱静压,按液体密度换算成液位或液量 接在液相和气相管路上的差压表或差压变送器 表盘式:无。变送器:需供电和数据链路 具备两个接口时可以;储罐上常见 须按气体设置;引压管路必须无泄漏
随监测系统提供、需装入容器的电容探头 探头长度范围内的液位 内容器中新装一根探头,外加配套电子部件 取决于具体系统 只能通过在承压边界上施工来实现 改变容器原有的仪表配置
读取容器自带的电容探头(CryoFor TM2) 液位;另装压力传感器后还可读取压力 TM2取代原装电子液位计;氧气现场采用专用版本(见下文) 独立电池盒:在30分钟上报间隔下,充满一次电可使用不少于6个月(计算值);通过现场路由器的2.4 GHz Wi-Fi上报 可以,前提是装有兼容的电容探头(全液位范围内120–500 pF);只有浮球式液位计的气瓶需先加装探头 须选配显示屏才能在容器旁读数;属于监测设备,不用于结算

需要知道的是剩余液量,而不仅仅是压力

杜瓦瓶会自行维持瓶内压力:增压回路汽化少量液体,使压力保持在设定值附近,安全阀则限制压力上限。因此,压力表告诉您的是容器眼下能否供气,而不是还能用多久。

配送安排和能否避免停产,取决于剩余液量,即液位或重量。压力仍然需要同时关注:未投入使用的备用气瓶会因漏热而升压,并在达到安全阀设定值时放空。

靠巡检读取的浮球式和指针式液位计

许多杜瓦瓶在容器顶部装有浮球式液位计:浮球浮在液面上,通过连杆或磁耦合带动指示器。也有一些用表盘显示液量,由浮球或差压驱动。

这类液位计不需要供电,但刻度粗略,读数只有在有人查看时才有,活动部件还可能卡滞。现场一多,就意味着不断巡检和打电话,漏读一次就可能引发紧急配送。TM2不读取浮球式或指针式液位计。

只看压力:为什么对液态二氧化碳行不通

在装压缩氮气或氩气的高压气瓶中,压力大致随瓶内气量同步下降。杜瓦瓶则不然。

液态二氧化碳上方的压力就是它的蒸气压,由液体温度决定,而不是由剩余液量决定。只有液体用完后压力才会下降,那时再安排充装已经太晚。这正是压力无法显示液态二氧化碳液位的原因,也是二氧化碳气瓶按重量充装的原因。

对于液氮、液氩和液氧,增压回路会把压力维持在设定值附近。压力下降既可能是用气量大,也可能是容器快空了,单看压力表无法区分。

给气瓶称重

平台秤测得毛重,减去空瓶重量(皮重),剩下的就是瓶内液体的重量。称重直接给出质量,不需要对密度或容器形状做任何假设,容器上也不用安装任何东西。

局限在于实际操作:每个气瓶位置需要一台秤,量程要覆盖空瓶重量加满载重量;软管和管道的布置不能让它们承重;如需远程读取重量,秤还要有数据输出。经常搬动的气瓶很难一直放在秤上。

差压式液位计

差压(DP)液位计比较液体底部的压力与液面上方气相空间的压力。两者之差就是液柱的静压,再用液体密度换算成液位或液量。表盘式差压表在现场显示读数;需要供电的差压变送器则把读数传送出去。

差压法是散装储罐上的常用方法,部分杜瓦瓶上也有采用。它需要同时连接液相和气相空间;由于各种液体密度不同,要针对具体气体设置;并且依赖无泄漏的引压管路。

电容式液位:新装探头,还是利用容器已有的探头

电容探头通常是套在管内的一根棒,贯穿内容器上下。液相和气相的介电特性不同,因此电容随探头被液体浸没的长度而变化。电子部件把电容换算成液位,再结合容器几何形状和液体密度换算成液量。它没有活动部件。有些气瓶出厂时就装有这种探头,由电子液位计读取,这种液位计也常被称为电容式液位计。

随监测系统提供的电容探头

有些监测系统自带探头和变送器。这样可以让只有浮球式液位计的气瓶也能远程读取液位,但探头必须经容器顶部的接口伸入内容器。这属于承压边界上的施工,通常需与容器制造商商定,并按当地承压设备法规进行。

用TM2读取容器自带的探头

如果气瓶已经装有电容探头,CryoFor TM2遥测模块可取代原装电子液位计并读取这根探头,容器内不需要新装任何东西。CryoFor Telemetry远程遥测平台的工作方式,就是读取气瓶已有的探头;Cryofortune将其与按订单从制造商网络中采购的杜瓦瓶配套供应。

  • 探头。电容式,全液位范围内电容在120–500 pF之间;须先确认兼容性。探头、压力传感器和安装附件不在TM2套件内。
  • 压力。仅在另装独立的压力传感器后上报。
  • 校准。采用0%和100%两个参考点;每次充装时,都会记录充装事件并重新计算校准。液位测量精度取决于所连接的探头、校准情况和介质密度。
  • 供电与联网。独立电池盒在30分钟上报间隔下,充满一次电可使用不少于6个月(正常环境条件下,即25 ± 10 °C时的计算值);上报间隔越短,续航越短。TM2按设定周期(通常每15–30分钟一次)通过现场的2.4 GHz Wi-Fi路由器上报数据。
  • 容器旁读数。取决于是否选配显示屏;该选项记录在每台设备的产品档案中。
  • 气体。密度按气体设置,适合具体气体和现场的版本按项目确认。氧气现场使用专用版本:容器处只保留探头及其电缆,电子单元和电池盒安装在可能形成富氧环境的区域之外。
  • 设备性质。TM2是一种监测设备,不属于法定计量器具,也不用于气体贸易结算计量。

更多内容见为已在用的杜瓦瓶加装遥测和CryoFor Telemetry常见问题。

如何选择

  • 需要掌握供气压力,并在放空前得到提醒:在监测液位的同时监测压力,而不是以压力代替液位。
  • 气瓶位置固定,希望直接得到质量:称重,前提是每个位置都能配一台秤。
  • 容器已有差压接口:差压变送器。
  • 容器装有带电容探头的电子液位计:远程读取这根探头。
  • 只有浮球式液位计:称重;或者先加装电容探头(按容器型号商定),再由选定的系统读取。
  • 气瓶不多,每天都有人查看:巡检读数也许就够了;随着用气量、换瓶次数和现场数量的增加,远程读取才开始见到回报。

对气体分销商来说,气瓶能自行上报液位,就可以依据数据安排充装,参见杜瓦瓶配送规划。新购气瓶的液位仪表属于容器的配套附件(液位指示器和液位计),因此在选购容器时就应说明计划开展监测。容器制造商可参阅低温气瓶智能遥测。

微型散装储罐和散装储罐:有什么不同

散装储罐以及许多微型散装储罐,通常在管路上配差压液位计,而不是电容探头;TM2不读取差压液位计。如果采购储罐,请在询价时把液位仪表和远程读取与储罐一并提出,参见微型散装储罐和低温储罐。

如果换瓶是瓶颈,也许应当换一种供气方式,参见何时从气瓶改用微型散装储罐。

常见问题

压力表能显示液态二氧化碳气瓶有多满吗?

不能。液态二氧化碳上方的压力是它的蒸气压,由温度决定,而不是由液体多少决定,因此在同一温度下,接近满瓶和接近空瓶的读数几乎相同。要知道瓶内还有多少液体,需要给气瓶称重或测量液位。

TM2能读取差压液位计吗?

不能。TM2读取的是电容探头,探头电容在全液位范围内应为120–500 pF。对于只配差压液位计的容器(大多数散装储罐如此),请在询价容器时一并询问远程读取方案。

远程液位计能取代压力表吗?

不能。液位显示的是余量;压力显示容器能否供气,以及是否正在向安全阀设定值升压。使用TM2时,另装独立的压力传感器后才会上报压力,平台随后可在网页控制台中发出压力过高告警。

怎样判断自己的气瓶用的是哪种液位计?

查看容器顶部和产品技术资料。浮球式液位计通常是不带线缆的机械指示器。电子液位计有显示屏或变送器,读取容器内的探头;如果这根探头是电容式的,经兼容性确认后TM2可以读取。差压液位计通常是一个表盘,通过两根引压管分别连接液相和气相。

发送您的气瓶信息

请告诉我们您使用的气体、在用杜瓦瓶的数量、目前配备的液位计,以及现场是否有2.4 GHz Wi-Fi。我们会告诉您TM2是否适合这些气瓶,以及是否值得开展CryoFor Telemetry试点。发送询价。

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