投入式液位计适合药液吗:腐蚀、结晶和密度修正

投入式液位计用在药液里,结论是“看药液,分情况”。它把探头吊到箱底,靠感受液柱压力算液位,结构简单、不怕泡沫和蒸汽,所以加药箱上很常见。但药液不是清水:密度不同,读数要修正;次氯酸钠、浓酸浓碱会腐蚀探头外壳和电缆;PAC会结晶、PAM会挂在感压膜上。这篇写给加药装置的设计、采购和运维人员,讲投入式液位计在药箱上怎么选材、怎么装、什么时候该换别的方案。
投入式液位计的原理:测的是压力,不是高度
探头底部有一片感压膜,液面越高,压在膜上的液柱压力越大,变送器把压力换成4-20mA输出。压力等于密度乘重力加速度乘液柱高度,所以同样的液位,药液越重,压力越大。
探头还得知道大气压是多少。绝大多数投入式液位计用带导气管的电缆,让感压膜背面通大气,抵消大气压变化。导气管很细,电缆被压扁或导气管进水,读数就会乱飘。
药液密度修正:最容易被忽略的一步
出厂量程一般按清水标定。PAC溶液、氢氧化钠溶液、硫酸的密度都比水大,如果不修正,液位计会把液位读高;密度越大偏差越大。
修正方法有两种:

图 1:ProMinent 带浮球液位开关的吸入组件。图片来源:ProMinent官网
- 在变送器或PLC里输入药液密度,按实际密度换算液位;
- 现场灌一次已知液位,用实测值反推系数。
麻烦在于有些药液的浓度会变。PAC每批配药浓度不完全一样,次氯酸钠放久了会分解,密度跟着变。**对液位精度要求高的场合,要定期核对一次密度。**只做高低液位报警的,误差留足余量即可。
腐蚀:探头和电缆都得对药液
探头外壳和感压膜
常见的探头是不锈钢外壳加不锈钢感压膜,用在清水、PAC、PAM里一般没问题。但次氯酸钠对不锈钢有很强的腐蚀性,盐酸更不用说,用普通不锈钢探头,用不了多久就会点蚀穿孔,药液渗进探头,变送器就报废了。
这类药液要选全塑外壳(比如PVDF、PTFE类)配陶瓷感压膜的投入式液位计,或者带氟塑料涂层的型号。下单前把药液名称、浓度、温度写清楚,让供应商确认材质。
电缆护套
电缆整根泡在药液里,护套材料同样要耐腐蚀。普通PVC护套在强氧化性药液里会变硬、开裂,导气管跟着进液。次氯酸钠、浓碱的场合,建议选氟塑料护套电缆。电缆在箱口要固定好,别让它被搅拌机甩来甩去,也别被箱盖压扁。
结晶和粘附:投入式液位计的另一个天敌
PAC、聚合硫酸铁、烧碱都可能在探头上结晶,结晶层把感压孔糊住,液位计读数就不动了,或者慢慢漂。PAM溶液粘稠,挂在感压膜上一层一层积起来,效果类似。
现场的应对办法:
- 探头不要直接放在箱底,离底留一点距离,避开沉淀和结晶最厚的区域;
- 搅拌机旁边水流冲刷强的位置不利于结晶,但太近会让探头晃动,要找平衡;
- 定期把探头提出来用清水冲洗,结晶严重时用对应的清洗剂泡;
- 选平膜结构的探头,感压膜外露不带小孔,比较不容易被糊住。
PAM浓度高、粘度大的药箱,不太推荐用投入式液位计,维护量会很大。
投入式液位计不合适时,换什么
超声波和雷达液位计不接触药液,不怕腐蚀和结晶,是最常用的替代方案;但药箱里泡沫多、有搅拌机遮挡时,要注意安装位置。磁翻板、浮球开关适合做就地显示和高低液位报警。这几种的比较可以参考加药箱液位计选型:磁翻板、浮球和超声波,次氯酸钠储罐的材质和液位问题也可以看次氯酸钠储药罐怎么选。
不管主液位计用哪种,计量泵吸入端最好再加一道低液位保护。普罗名特 ProMinent 的加药箱可以配带浮球液位开关的吸入组件,药液快见底时给泵一个停泵或报警信号,主液位计失灵时还有后手,避免泵空转、吸进空气。低液位报警怎么接线、怎么设延时,见加药计量泵低液位报警设置。
安装和接线的几个坑
探头吊装要垂直,最好放在一根开孔的导向管里,免得被搅拌冲歪。导向管下端要比探头低,管壁开孔让药液流通。变送器的接线盒放在箱外干燥处,电缆导气管口朝下,防止潮气和药雾倒灌。检修时先停泵、断电,戴好防护手套和面罩再提探头,次氯酸钠和酸碱溅到皮肤上很伤人。
结论
投入式液位计用在药箱上可以,但要按药液选对探头材质和电缆护套,按实际密度做修正,并把结晶和粘附的清洗排进日常维护。强腐蚀药液选全塑或氟塑料外壳加陶瓷膜,高粘度PAM和结晶严重的药液,优先考虑超声波、雷达这类非接触式液位变送器。各类液位变送器可以在液位变送器产品里按介质筛选,选型不确定的,把药液名称、浓度、箱体尺寸发给我们,联系选型帮您核对。
常见问题
投入式液位计能测次氯酸钠吗?
能,但不能用普通不锈钢探头。要选耐氧化的全塑外壳、陶瓷感压膜和氟塑料护套电缆的型号。
读数比实际液位高是怎么回事?
最常见的原因是没做密度修正,药液比水重,读数就偏高。先核对变送器里设的密度值。
液位计读数一直不变,是坏了吗?
不一定。先把探头提出来看感压膜有没有被结晶或PAM糊住,冲洗干净再测,大多数能恢复。
静压液位计和投入式液位计是一回事吗?
投入式是静压液位计的一种安装形式,把探头直接投入液体。还有法兰安装在箱底侧面的静压液位变送器,原理相同。
药箱很小,还有必要装液位变送器吗?
小药箱可以只装浮球液位开关做低液位停泵。需要远传连续液位、计算药耗时,才有必要上液位变送器。