投入式液位計實現清潔功能的主要目的是防止傳感器表面污垢、沉積物或其他雜質影響測量精度,確保設備長期穩定運行。以下是幾種常見的清潔功能實現方式及技術細節:
一、自清潔結構設計
1. 物理刮除機構
設計原理:在傳感器膜片周圍集成刮板或刷子,通過外部驅動(如電機)或流體動力驅動刮板旋轉,物理清除附著物。
應用場景:適用于高粘度介質(如油污、泥漿),例如石油開采中的油水界面測量。
案例:某品牌投入式液位計采用316L不銹鋼刮片,耐腐蝕且可替換,刮除頻率可通過PLC控制(1-24小時/次)。
2. 流體動力學自清潔
設計原理:利用介質流動產生的剪切力清潔傳感器表面。例如,將液位計安裝于管道彎頭處,利用湍流沖刷膜片。
優化方向:通過CFD仿真優化傳感器形狀(如流線型外殼),減少污垢附著概率。
二、化學清洗功能
1. 在線清洗系統
組成:集成微型泵、清洗液儲罐及噴嘴,定時向傳感器噴射清洗劑(如稀鹽酸、表面活性劑)。
控制邏輯:通過液位計內置MCU設定清洗周期(如每日凌晨2點啟動),清洗時間持續5-10分鐘。
注意事項:清洗液需與介質兼容,避免二次污染。
2. 電化學防污
原理:在傳感器表面鍍導電膜(如鉑銥合金),施加微弱電流(<1mA)產生電化學反應,阻止污垢附著。
優勢:無機械運動部件,適用于易結垢介質(如海水、循環水)。
能耗:典型功耗<0.5W,可通過太陽能供電。
三、超聲波清潔技術
1. 高頻振動清潔
原理:在傳感器內部集成壓電陶瓷片,產生20-40kHz超聲波振動,通過介質傳遞至膜片表面,剝離污垢。
效果:對軟質污垢(如藻類、油泥)清除率達90%以上,對硬質污垢(如水垢)需配合化學清洗。
參數設置:振動強度可調(0-100%),避免對膜片造成機械損傷。
四、反吹/反沖洗功能
1. 氣體反吹系統
應用:適用于氣體介質或可壓縮液體(如蒸汽冷凝水)。
操作:通過電磁閥控制壓縮空氣(0.4-0.6MPa)脈沖反吹,清除膜片表面冷凝水或粉塵。
周期設定:根據工況調整反吹間隔(如每2小時一次,每次持續3秒)。
2. 液體反沖洗
設計:在液位計底部設置反沖洗接口,連接清潔水源(如自來水)。
流程:關閉測量回路→開啟反沖洗閥→高壓水(0.3MPa)反向沖洗傳感器→恢復測量。
耗水量:單次沖洗耗水約1-2L,適用于水資源充足場景。
四、維護注意事項
定期檢查:每6個月檢查清潔機構磨損情況,更換易損件(如刮板、密封圈)。
介質兼容性:清洗液需與工藝介質兼容,避免腐蝕傳感器或污染系統。
能耗管理:對于電池供電設備,清潔功能功耗需控制在總預算的20%以內。
安全規范:在爆炸性環境中,清潔系統需符合ATEX/IECEx防爆認證。
通過上述技術組合,投入式液位計可實現可靠的自動清潔功能,顯著延長維護周期(通??蛇_1-2年),適用于污水處理、食品加工、化工等苛刻工況。