引言：由于液化气具有一定的特殊性，因此在对其数量与温度进行测量时，需要将三畅液位计与温度计安装在球罐的表面，而液位计在使用时容易受到周围环境的影响，使测量的温度与球罐中的实际问题相比存在一定的差距。同时，在密度方面也存在一定的误差，主要由于液体的密度受温度的影响而发生变化，因此罐内的密度与液化气的密度间产生了计量误差。

 

一、伺服液位计与球罐液位计的工作原理

（一）伺服液位计原理

通过一根具有较大强度与柔性的钢丝，使浮子悬挂在测量鼓之上，当液面较为稳定时，浮子将平衡漂浮在液面之上，其所受拉力方向向上，利用浮子的重力与浮力相减后便能够得到钢丝的张力，该张力借助杠杆滑轮的力量直接转移到力传感器中，进而被投定到伺服机构控制器中；如若液位下沉，则浮子将失去原本液面赋予其向上的浮力，则传感器中感应到的张力提升，将张力与传感器中设定数值相对比，能够使伺服马达发生作用，促使测量股将钢丝下沉，保障浮子能够始终受到液面的浮力作用，直至浮子所受拉力与传感器中的额定值相同；如若液面上升，则浮子所经历的过程将恰恰相反。

 

（二）球罐液位计原理

通常情况下，伺服液位计被设置在球罐的外侧部分，液位计中的浮球处于 DN300 钢管当中，并通过牵引钢丝与测量装置相连接。在液位计钢筒的两端分别由两根 DN50 的钢管相连，另一端连接到球罐当中，进而构成一个简易的连通器。如若球罐内部的液化气保持平衡，则气罐中的液位将与液位计中显示的一致，这时通过伺服液位计所获取到的便是罐内的液化气位置，该测量结果能够为液化气的计量提供重要参考[1] 。

 

二、伺服液位计计量误差分析

根据上文所述的连通器原理可知，当三畅液位计与罐内的液体相一致时，二者的压强也自然处于相同状态。假设气罐液的压强为 P 1 ，液位的高度为 h 1 ，液体的密度为 m，液位计内的液体压强为 P 2 ，液位的高度为 h 2 ，液体的密度为 m 2 ，则根据连通器的使用原理，即 P 1 与 P 2 相同，便能够得出二者间的平衡公式为：

m 1 gh 1 ＝ m 2 gh 2

h 2 ＝ m 1 h 1 /m 2

 

当 m 1 与 m 2 的数值相同时，则 h 1 与 h 2 的数值也一致，假设液化气罐中的温度为 t 1 ，液位计中的温度值为 t 2 ，则从理论方面来看，在垂直钢管中的液面与气罐中的液面应保持一致，但是在具体测量的过程中，由于两侧的液体受到密度因素的影响，会产生一定的差异。由于垂直管与储罐的容积存在较大的差异，当液化气的数量较多时，气罐中的温度变化与垂直管相比不够明显，加之气罐在温度上升以后会出现膨胀情况，使密度降低，反之液体在温度较低的环境下，整体体积将缩小，密度自然会变大，因此，如若垂直管与气罐中液体在温度上存在差异，则二者的密度也势必不相一致。

 

例如，在冬季时期，由于大气环境的温度较低，与球罐相比来看，三畅液位计将受到外界温度的影响而发生改变，逐渐向环境温度靠近。一般情况下，冬季时期的气罐内液体温度要高于液位计中液体的温度，气罐内液体密度要低于液位计中液体的密度；而在夏天则刚好相反，罐内液体温度要低于液位计中液体的温度，气罐内液体密度要高于液位计中液体的密度；从连通器原理中能够看出，在冬季时期的液位高度变化上看，液位计的读数与气罐内液体相比较小，也就是 h 2 ＜ h 1 ，则到了夏天则相反，液位计的读数大于气罐液体，h 2 ＞ h 1 。

 

三、伺服液位计计量误差的实例分析

气罐与液位计采用 U 形管的原理，二者之间上下连通，从理论上来看，二者在液体的液面高度应相同，因此通过液位计便能够展示出气罐中液体的高度。但是在实际测量的过程中，由于液位计大多为直径小于 10cm 的细管，而气罐则是直径为几米，甚至十几米的球罐，二者间的差距十分悬殊，这将导致气罐与液位计由于受到温度、光照等外界因素的影响产生误差。由于气罐与液位计在材质上几乎相同，以此在热传导原理的作用下，受热面积成为对液体温度产生影响的主要因素，因此可以通过对二者液体产生的能量大小，对受热面积进行计算，即：

△ E 罐＝ k·S 罐 /V 罐

△ E 管＝ k·S 管 /V 管

 

式中，△ E 罐代表的是气罐内部液体的受热量；△ E 管代表的是液位计内液体的受热量；K 代表的是系数；V 管代表的是液位计内部液体的体积；V 罐代表的是气罐内液体的体积大小；S 管代表的是三畅液位计内液体的管壁面积；S 罐代表的是气罐内液体的罐壁面积；

 

例如，在 1000m 3 的球罐，相当于直径为 12.3m，以及10cm 的液位计中，假设液体充装容器的一半，则可列出以下公式：

△ E 罐＝ k·S 罐 /V 罐＝ k·（4π（12.3/2））/ （4/3π（12.3/2））＝ k·0.487

△ E 管＝ k·S 管 /V 管＝ k·（0.1π（12.3/2））/ （π（0.1/2））＝ k·245

 

由此可见，当气罐内部与液位计之间在温度上存在差异时，二者间的差距能够达到 500 倍，经过对密度的计算可知，由于受环境因素影响，使二者间的温度每相差 10℃时，在1000m 3 气罐中读数的误差可达 10 吨以上，这一结论与实际状况相符合[2] 。

 

结论：综上所述，通过本文的论述可知，当液位计中温度低于气罐内温度时，液位计中的液体高度将低于气罐内液体；反之则高于气罐内液体；经过实例分析验证可知，三畅液位计与气罐中液位存在一定的差距，并且随着温差的增加而不断加大，由此导致了剂量误差的产生。

 

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