1.水位计原理--简介

　　水位计也叫“液位计”或“液面计”。因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。常用的有玻璃液位计、压强液位计、浮标液位计、电容液位计及电阻液位计等。

　　水位计也叫“液位计”或“液面计”。因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位计，水位计和锅炉构成一个连通器。常用的有玻璃液位计、压强液位计、浮标液位计、电容液位计及电阻液位计等。在高温和高压下，也可采用同位素液位计。

　　2.水位计原理--分类

　　水位计是一种可以自动测定并记录河流、湖泊和灌渠等水体的水位的仪器。按传感器原理可以分为浮子式、跟踪式、压力式和反射式等。水位记录方式主要有：记录纸描述，数据显示或打字记录,穿孔纸带,磁带和固体电路储存等，水位计的精确度一般在1～3厘米以内。

　　分类

　　浮子式水位计

　　其原理是由浮子感应水位的升降。有用机械方式直接使浮子传动记录结构的普通水位计，有把浮子提供的转角量转换成增量电脉冲或二进制编码脉冲作远距离传输的电传、数传水位计，还有用微型浮子和许多干簧管组成的数字传感水位计等。应用较广的是机械式水位计。应用浮子式水位计需有测井设备，只适合于岸坡稳定、河床冲淤很小的低含沙量河段使用。测井见图1。

　　光纤水位计

　　光纤水位计包括水位计传感器部分和控制电路终端部分。其中，水位计传感器部分采用光路耦合调节设备与光缆连接用于传递承载水位信息的光信号，控制电路终端部分采用激光调制技术，发送不同功能的调制激光信号，通过调制、对比与检测，获得水位的准确信息。这一原理实现了全程光测量，在室外不使用任何带电器件，可以杜绝静电危害防止雷电击毁。

　　跟踪式水位计

　　又称接触式水位计，利用重锤上的电测针接触水面发出电信号，使电机正转或逆转，随时跟踪水面点的位置，从而测定水位。一般在较陡岸坡上架设铁管，悬锤和悬索在管道中升降，驱动记录或讯号装置。铁管进水口需有沉沙和静水设施。

　　压力式水位计

　　它的工作原理是测量水压力，推算水位。其特点是不需建静水测井，可以将传感器固定在河底，用引压管消除大气压力，从而直接测得水位。压力式水位计有两类。一类为气泡型，在引压管中不断输气，用自动调节的压力天平将水压力转换成机械转角量，从而带动记录机构。另一类为电测型，它应用固态压阻器件作传感器，可直接将水压力转变成电压模量或频率量输出,用导线传输至岸上进行处理和记录(图2)。

　　声波式水位计

　　是反射式水位计的一种，应用声波遇不同介面反射的原理来测定水位。分为气介式和水介式两类。气介式以空气为声波的传播介质，换能器置于水面上方，由水面反射声波，根据回波时间可计算并显示出水位。仪器不接触水体，完全摆脱水中泥沙，流速冲击和水草等不利因素的影响。水介式是将换能器安装在河底，向水面发射声波。声波在水介质中传播速度高，距离大，也不需要建测井。两种水位计均可用电缆传输至室内显示或储存记录

　　3.水位计原理--云母水位计

　　云母水位计主要是利用连通器的原理。将汽包内汽水混合物引入到与汽包连通的容器中，首先用红、绿两种玻璃将灯光过滤成只有红、绿两种光，利用光线在汽水蒸汽和炉水中的折射角不一样，透过炉水的为绿光，透过蒸汽的为红光，以此反映出汽包内的水位。

　　4.水位计原理--电接点水位计

　　电接点水位计主要是利用炉水和蒸汽的导电率不同。将汽包内汽水混合物引入到一个容器中，沿容器壁每隔一定距离就布置一个电极，由于炉水的电阻较蒸汽小得多，则处在炉水中的电极就会接通，对应的灯泡就会点亮，点亮的灯泡就反映出汽包内的水位。

　　5.水位计原理--差压式水位计

　　差压式水位计是从汽包内的汽水侧各引出一根管子，汽侧蒸汽凝结为水后，水位基本不变，水侧则随汽包内水位变化而变。能过测量这两根管子内的差压，然后将此差压放大，转换，即可测出汽包内水位变化。

　　水位计原理--特点

　　常用的水位计有四种：玻璃管式，平板式、双色水位计和低地位水位计。

　　一、玻璃管式水位计

　　玻璃管式水位计，公称压力一般不超过1.6MPa，公称直径有DN15和DN20两种，玻璃管内径不应小于8mm，厚度不小于3mm。

　　玻璃管式水位计主要由汽旋塞，水旋塞，玻璃管、排污旋塞和连接法兰等组成。

　　锅炉内的水位高低和变化，透过玻璃管显示出来。玻璃管的中心线要与水位计汽、水旋塞的中心线同心，以防止玻璃管受扭曲应力而破裂。为了防止玻璃管爆破伤人，在带有钢球的水位计内，在旋塞内配有弹子，汽、水爆破的冲力使弹子自动关闭汽、水旋塞。同时还应安装防护罩。防护罩一般用较厚的耐温的钢化玻璃板制成。如用铁皮制作防护罩，应在观察水位的方向前、后两个罩壁上都要开有宽12~15mm的缝隙，其长度应比玻璃管长度大一些。后面留缝隙是为了使光线射入，便于观察。切忌用普通玻璃做防护罩，以防玻璃管破裂后，反而增加危险。

　　二、双面玻璃板水位计

　　双面玻璃板水位计主要由汽阀门、水阀门，压板、玻璃板、排污阀，排污管和法兰等构成。它的特点是用平面的玻璃板取代了玻璃管，玻璃板的内表面通常开有三棱形的沟槽，利用光线在沟槽内的折射作用，使汽水分界线非常明显。由于汽、水的折射率不同，汽和水会呈现出不同的颜色，蒸汽呈亮白色，水则显得灰暗，二者的界线十分明显，便于观察。

　　当锅炉工作压力较高时，可在玻璃板后面嵌衬云母片，以提高运行安全性，延长使用期限。

　　三、双色水位计

　　双色水位计主要有透射式、反射式和反透式等数种。

　　1、透射式双色水位计 这种水位计由反光镜、光原、红、绿滤光镜、柱面聚镜、平面镜、影屏、框架、汽水旋塞等构件组成。

　　透射式双色水位计的工作原理与其他形式的水位计基本相同，所不同的是光源的光线经反光镜反射，通过光学系统，使穿过水的那部分光线在影屏镜上呈绿色，而穿过汽的那部分光线在影屏镜上呈红色，从而在影屏镜上显示了代表水绿、汽红锅筒内水位的变化。

　　2、反射式双色水位计 反射式双色水位计是利用光在水和蒸汽中具有不同的折射率，通过棱镜的反射作用，使水位计中蒸汽部分呈红色.水部分呈绿色。

　　3、反透式双色水位计 它的结构介于透射式与反射式之间，其水位显示既利用了光线的透射，也利用了光线的反射原理。绿色光源装置在表计舌面.红色光源装置在表计的左面，也有采用色板的，光线经透射与反射后，使水位计中水部分呈绿色，汽部分呈红色。

　　四、低地位水位计

　　根据规定，当水位计距离操作面高于6m时，应加装低地位式水位计。

　　低地位水位计有液柱差压式低地位水位计和机械式低地位水位计两种。

　　液柱差压式低地位水位计是利用流体静压力原理，测量两个液柱的静压差而制成。根据低地位水位计指示器中液体比重不同，有比重大于l的重液式低地位水位计，比重小于1的轻液式低地位水位计。还有差压式低地位水位计等。

　　对低地位水位计所用的工作液要求如下：

　　1、不溶于水。

　　2、可染成鲜明的颜色，与水能形成明显的分界线。

　　3、沸点较高，且无腐蚀作用。

　　4、粘度应尽量小。

　　能满足上述要求的重液有四氯化碳(ρ=1623kg /m3).三氯甲烷(ρ=1489kg/m3。三溴甲烷(ρ=2890 kg/m3)、等或田其它溶液调制的混合物。常用的重液密度为1600～2000 kg/m3为了便于观察水位，可加入可溶性染料：如加入0.01%芭豆红，就能使重液呈鲜艳的红色。轻液一般用机油、煤油和汽油按不同比例混合即可。并加入适量酚酞，便可使轻液呈枣红色，常用的轻液密度为700~800 kg /m3。