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    德國WIKA威卡德國水位計應(yīng)用聲波遇不同介面反射的原理來測定水位

WIKA水位計也叫“液位計"或“液面計"。因鍋爐里的水在高溫時汽化供暖,，水和汽的損耗較大,，要不斷地補充水，使鍋爐里的水位保持一定的高度,，水位過低,，鍋爐就有爆炸的危險。為了隨時了解鍋爐內(nèi)的水位,，在鍋爐上都裝有WIKA水位計,，WIKA水位計和鍋爐構(gòu)成一個連通器。常用的有玻璃液位計,、壓強液位計,、浮標液位計、電容液位計及電阻液位計等,。在高溫和高壓下,，也可采用同位素液位計。

自動測定并記錄河流,、湖泊和灌渠等水體的水位的儀器,。按傳感器原理分浮子式、跟蹤式,、壓力式和反射式等,。水位記錄方式主要有：記錄紙描述，數(shù)據(jù)顯示或打字記錄,穿孔紙帶,磁帶和固體電路儲存等,。WIKA水位計的精確度一般在1～3厘米以內(nèi),，中國制造的WIKA水位計的記錄周期有1天、30天和90天等,。走時誤差,機械鐘為2分/日,，石英晶體鐘小于5分/月。

浮子式WIKA水位計

其原理是由浮子感應(yīng)水位的升降,。有用機械方式直接使浮子傳動記錄結(jié)構(gòu)的普通WIKA水位計,，有把浮子提供的轉(zhuǎn)角量轉(zhuǎn)換成增量電脈沖或二進制編碼脈沖作遠距離傳輸?shù)碾妭?、?shù)傳WIKA水位計，還有用微型浮子和許多干簧管組成的數(shù)字傳感WIKA水位計等,。應(yīng)用較廣的是機械式WIKA水位計,。應(yīng)用浮子式WIKA水位計需有測井設(shè)備，只適合于岸坡穩(wěn)定,、河床沖淤很小的低含沙量河段使用,。測井見圖1。

光纖WIKA水位計

光纖WIKA水位計包括WIKA水位計傳感器部分和控制電路終端部分,。其中,，WIKA水位計傳感器部分采用光路耦合調(diào)節(jié)設(shè)備與光纜連接用于傳遞承載水位信息的光信號，控制電路終端部分采用激光調(diào)制技術(shù),，發(fā)送不同功能的調(diào)制激光信號,，通過調(diào)制、對比與檢測,，獲得水位的準確信息,。這一原理實現(xiàn)了全程光測量，在室外不使用任何帶電器件,，可以杜絕靜電危害防止雷電擊毀,。

跟蹤式WIKA水位計

又稱接觸式WIKA水位計，利用重錘上的電測針接觸水面發(fā)出電信號,，使電機正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn),，隨時跟蹤水面點的位置，從而測定水位,。一般在較陡岸坡上架設(shè)鐵管，懸錘和懸索在管道中升降,，驅(qū)動記錄或訊號裝置,。鐵管進水口需有沉沙和靜水設(shè)施。

壓力式WIKA水位計

它的工作原理是測量水壓力,，推算水位,。其特點是不需建靜水測井，可以將傳感器固定在河底,，用引壓管消除大氣壓力,，從而直接測得水位。壓力式WIKA水位計有兩類,。一類為氣泡型,，在引壓管中不斷輸氣，用自動調(diào)節(jié)的壓力天平將水壓力轉(zhuǎn)換成機械轉(zhuǎn)角量,，從而帶動記錄機構(gòu),。另一類為電測型,，它應(yīng)用固態(tài)壓阻器件作傳感器，可直接將水壓力轉(zhuǎn)變成電壓模量或頻率量輸出,用導(dǎo)線傳輸至岸上進行處理和記錄（圖2）,。

聲波式WIKA水位計

是反射式WIKA水位計的一種,，應(yīng)用聲波遇不同介面反射的原理來測定水位。分為氣介式和水介式兩類,。氣介式以空氣為聲波的傳播介質(zhì),，換能器置于水面上方，由水面反射聲波,，根據(jù)回波時間可計算并顯示出水位,。儀器不接觸水體，擺脫水中泥沙,，流速沖擊和水草等不利因素的影響,。水介式是將換能器安裝在河底，向水面發(fā)射聲波,。聲波在水介質(zhì)中傳播速度高,，距離大，也不需要建測井,。兩種WIKA水位計均可用電纜傳輸至室內(nèi)顯示或儲存記錄（見水位觀測）,。

WIKA水位計產(chǎn)品多種多樣，其中以玻璃管液位計和玻璃板液位計使用的最多,，玻璃管液位計又因材質(zhì)的不同分為普通玻璃管液位計和石英玻璃管液位計,，二者是有區(qū)別的。

GZS-A型雙色石英玻璃管液位計

1）,、測量范圍：300~2200mm

2）,、工作溫度：-20~450℃

3）、工作壓力：PN0~6.4MPa

4）,、石英管試驗壓力：≤13MPa

5）,、表體材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)碳鋼或1Cr18Ni9Ti

6）、有液體時為綠色,，無液體時為紅色

GZS-C型普通玻璃管液位計

適合在常溫,、常壓下各種環(huán)境內(nèi)使用，最大的特點就是價格低廉,、直讀顯示,。

廣泛采用電液位計，應(yīng)用在江河,、琥珀,、水庫、渠道,、水電站等工程中,。

常用的WIKA水位計有四種：玻璃管式,，平板式、雙色WIKA水位計和低地位WIKA水位計,。

一,、玻璃管式WIKA水位計

玻璃管式WIKA水位計，公稱壓力一般不超過1．6MPa,，公稱直徑有DN15和DN20兩種,，玻璃管內(nèi)徑不應(yīng)小于8mm，厚度不小于3mm,。

玻璃管式WIKA水位計主要由汽旋塞,，水旋塞，玻璃管,、排污旋塞和連接法蘭等組成,。

鍋爐內(nèi)的水位高低和變化，透過玻璃管顯示出來,。玻璃管的中心線要與WIKA水位計汽,、水旋塞的中心線同心，以防止玻璃管受扭曲應(yīng)力而破裂,。為了防止玻璃管爆破傷人,，在帶有鋼球的WIKA水位計內(nèi)，在旋塞內(nèi)配有彈子,，汽,、水爆破的沖力使彈子自動關(guān)閉汽、水旋塞,。同時還應(yīng)安裝防護罩,。防護罩一般用較厚的耐溫的鋼化玻璃板制成。如用鐵皮制作防護罩,，應(yīng)在觀察水位的方向前,、后兩個罩壁上都要開有寬12~15mm的縫隙，其長度應(yīng)比玻璃管長度大一些,。后面留縫隙是為了使光線射入，便于觀察,。切忌用普通玻璃做防護罩,，以防玻璃管破裂后，反而增加危險,。

二,、雙面玻璃板WIKA水位計

雙面玻璃板WIKA水位計主要由汽閥門、水閥門,，壓板,、玻璃板,、排污閥，排污管和法蘭等構(gòu)成,。它的特點是用平面的玻璃板取代了玻璃管,，玻璃板的內(nèi)表面通常開有三棱形的溝槽，利用光線在溝槽內(nèi)的折射作用,，使汽水分界線非常明顯,。由于汽、水的折射率不同,，汽和水會呈現(xiàn)出不同的顏色,，蒸汽呈亮白色，水則顯得灰暗,，二者的界線十分明顯,，便于觀察。

當鍋爐工作壓力較高時,，可在玻璃板后面嵌襯云母片,，以提高運行安全性，延長使用期限,。

三,、雙色WIKA水位計

雙色WIKA水位計主要有透射式、反射式和反透式等數(shù)種,。

1,、透射式雙色WIKA水位計 這種WIKA水位計由反光鏡、光原,、紅,、綠濾光鏡、柱面聚鏡,、平面鏡,、影屏、框架,、汽水旋塞等構(gòu)件組成,。

透射式雙色WIKA水位計的工作原理與其他形式的WIKA水位計基本相同，所不同的是光源的光線經(jīng)反光鏡反射,，通過光學系統(tǒng),，使穿過水的那部分光線在影屏鏡上呈綠色，而穿過汽的那部分光線在影屏鏡上呈紅色,，從而在影屏鏡上顯示了代表水綠,、汽紅鍋筒內(nèi)水位的變化。

2、反射式雙色WIKA水位計 反射式雙色WIKA水位計是利用光在水和蒸汽中具有不同的折射率,，通過棱鏡的反射作用,，使WIKA水位計中蒸汽部分呈紅色．水部分呈綠色。

3,、反透式雙色WIKA水位計 它的結(jié)構(gòu)介于透射式與反射式之間,，其水位顯示既利用了光線的透射，也利用了光線的反射原理,。綠色光源裝置在表計舌面．紅色光源裝置在表計的左面,，也有采用色板的，光線經(jīng)透射與反射后,，使WIKA水位計中水部分呈綠色,，汽部分呈紅色。

四,、低地位WIKA水位計

根據(jù)規(guī)定,，當WIKA水位計距離操作面高于6m時，應(yīng)加裝低地位式WIKA水位計,。

低地位WIKA水位計有液柱差壓式低地位WIKA水位計和機械式低地位WIKA水位計兩種,。

液柱差壓式低地位WIKA水位計是利用流體靜壓力原理，測量兩個液柱的靜壓差而制成,。根據(jù)低地位WIKA水位計指示器中液體比重不同,，有比重大于l的重液式低地位WIKA水位計，比重小于1的輕液式低地位WIKA水位計,。還有差壓式低地位WIKA水位計等,。

對低地位WIKA水位計所用的工作液要求如下：

1、不溶于水,。

2,、可染成鮮明的顏色，與水能形成明顯的分界線,。

3,、沸點較高，且無腐蝕作用,。

4,、粘度應(yīng)盡量小。

能滿足上述要求的重液有四氯化碳(ρ=1623kg /m3)．(ρ=1489kg/m3,。三溴甲烷(ρ=2890 kg/m3),、等或田其它溶液調(diào)制的混合物。常用的重液密度為1600～2000 kg/m3為了便于觀察水位,，可加入可溶性染料：如加入0.01%芭豆紅，就能使重液呈鮮艷的紅色。輕液一般用機油,、煤油和汽油按不同比例混合即可,。并加入適量酚酞，便可使輕液呈棗紅色,，常用的輕液密度為700~800 kg /m3,。