制藥廠(chǎng)液位測量時(shí)常規選擇哪幾種液位計？
隨著(zhù)智能制造時(shí)代的到來(lái)，以質(zhì)量為生命線(xiàn)的制藥企業(yè)如何搭載“智能制造”這趟快車(chē)，是眾多制藥企業(yè)面臨的重大課題。在智能化生產(chǎn)過(guò)程中，液位檢測和監控在醫藥、飲料等行業(yè)的生產(chǎn)中扮演著(zhù)重要的角色，液位測量直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程能否順利進(jìn)行。同時(shí)，液位計作為一種重要的計量器具，是生產(chǎn)過(guò)程安全、受控的重要保證要素之一。合格的液位計、過(guò)硬的液位檢測技術(shù)，不僅為制藥企業(yè)的原輔料、半成品和成品質(zhì)量保駕護航，還在GMP的實(shí)施過(guò)程中有著(zhù)舉足輕重的地位。因此，為了保障產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，只有科學(xué)地選擇液位計，才能保障檢測結果的可靠性、穩定性。
1、液位檢測技術(shù)
液位測量總體上可以分為直接測量和間接測量?jì)煞N方法。直接測量法是一種***簡(jiǎn)單、直觀(guān)的液位檢測方法，它是利用連通器的工作原理，將容器中的液體引入帶有標尺的觀(guān)察管中，通過(guò)標尺讀出液位高度。間接測量法是將液位信號轉化為其他相關(guān)的信號進(jìn)行測量的方法。
2、藥廠(chǎng)液位直接測量技術(shù)
玻璃管液位計是一種直讀式液位測量?jì)x表，屬直接檢測技術(shù)，用于制藥企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一般儲液罐和靜置罐中液位的現場(chǎng)檢測或者普通實(shí)驗室的液位測量。
優(yōu)點(diǎn)：結構簡(jiǎn)單，測量直觀(guān)，是傳統的現場(chǎng)液位測量工具。
缺點(diǎn)：其材質(zhì)容易破損，且不易于清潔，長(cháng)時(shí)間使用會(huì )影響指示清晰度?，F在該液位計已經(jīng)不常用了。
3、藥廠(chǎng)液位間接測量技術(shù)
制藥生產(chǎn)通常是一個(gè)系統而復雜的過(guò)程，現場(chǎng)測量的環(huán)境和條件也較復雜、特殊，因此多采用間接測量技術(shù)進(jìn)行液位檢測，如壓力法、浮力法、電學(xué)法等。
①壓力法測量技術(shù)
壓力法測量技術(shù)是依據液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測量。由于液體對容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液體高度成正比，因此通過(guò)測量容器中液體的壓力即可測算出液位高度，壓力法測量液位通常使用壓力變送器。
a、用于測量開(kāi)口容器液位高度的壓力式液位計有四種，即投入式液位變送器、法蘭式液位變送器、壓力變送器和吹氣式液位計。
b、用于密閉容器中的液位測量時(shí)，需要使用差壓式液位計，它可在測量過(guò)程中消除液面上部氣壓以及氣壓波動(dòng)對顯示值的影響。
靜壓式液位計的工作原理是通過(guò)安裝于底部的壓力傳感器檢測底部液體壓力，再轉換計算出液位高度，底部液體壓力的參考值為與頂部連通的大氣壓或者已知氣壓。靜壓式液位計的檢測方式是接觸式測量，要求采用高精度、高穩定性差壓變送器，同時(shí)換算過(guò)程需要不斷校準。
優(yōu)點(diǎn)：檢測不受液位高度限制，測量液位時(shí)，完全不受氣包或容器內裝部件的影響。
缺點(diǎn)：液位高度越高，對差壓變送器的精度要求也越高，長(cháng)時(shí)間使用或者更換液體時(shí)需要重復校準，不適用于介質(zhì)密度和溫度變化明顯的環(huán)境。
②藥廠(chǎng)液位浮力法測量技術(shù)
浮力法技術(shù)是依據力平衡原理，通常借助做成空心體的浮子類(lèi)懸浮物，使它在平衡時(shí)能夠浮于液面。浮子會(huì )隨液位高度的變化而在液面上下移動(dòng)，所以測出浮子的位移即可知液位的變化量。浮子式液位計按浮子形狀不同，可分為浮子式、浮筒式兩種，具體的液位計有鋼帶浮子式液位計、浮筒式液位計、磁浮子液位計(如磁翻板液位計)。
磁翻板液位計工作原理
在制藥行業(yè)中常常將磁翻板液位計用于儲液罐、發(fā)酵罐等儲液設備上。磁翻板液位計是根據浮力原理和磁性耦合作用工作的，它可用于各種塔、罐、槽、球型容器和鍋爐等設備的介質(zhì)液位檢測。當被測容器中的液位升降時(shí)，液位計主導管中的浮子也隨之升降，浮子內的長(cháng)久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到現場(chǎng)指示器，驅動(dòng)紅、白翻柱翻轉180°。當液位上升時(shí)，翻柱由白色轉為紅色；當液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉為白色。指示器的紅、白界位處為容器內介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現液位的指示。優(yōu)點(diǎn)：磁翻板液位計可以實(shí)現高度密封，防泄漏，適用于高溫、高壓、耐腐蝕的場(chǎng)合。它彌補了玻璃板（管）液位計指示清晰度差、易破裂等缺陷，且全過(guò)程測量無(wú)盲區，顯示清晰，測量范圍廣。
缺點(diǎn)：價(jià)格較高，工作壓力不能太高，并隨液體的密度不同，其浮子在液體中的高度也不同，需要以實(shí)際介質(zhì)進(jìn)行標定。
③藥廠(chǎng)液位電學(xué)法測量技術(shù)
電學(xué)法測量技術(shù)按工作原理不同可分為電阻式、電感式和電容式液位計。電學(xué)法檢測技術(shù)沒(méi)有摩擦件和可動(dòng)部件，信號轉換、傳送方便，便于遠程傳輸，穩定可靠，且輸出可轉換為統一的電信號，與電動(dòng)單元組合儀表配合使用，可方便地實(shí)現液位的自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制。
制藥行業(yè)常用的是電容式液位計。電容式液位計利用液位高低變化影響電容器電容量大小的原理進(jìn)行測量，液位變化引起等效介電常數變化，從而使電容器的電容量變化。電容式液位計的適用范圍非常廣泛，既能測量導電介質(zhì)和非導電介質(zhì)的液位，又可測量強腐蝕性介質(zhì)、高溫介質(zhì)、密封容器的液位，與介質(zhì)的黏度、密度、工作壓力無(wú)關(guān)。
此外，電容式液位計還能測量?jì)A斜晃動(dòng)和高速運動(dòng)的容器的液位，可作為一種連續測量的液位控制器。電容式液位計價(jià)格較低，安裝容易，但是電容傳感器容易受到不同容器材質(zhì)和溶液屬性的影響，測量重復精度較低，需定期維修和重新標定，使用壽命也不長(cháng)。
④藥廠(chǎng)液位超聲波法檢測技術(shù)
超聲波法檢測技術(shù)是將較短的超聲波脈沖發(fā)送到被測物質(zhì)，這些脈沖被介質(zhì)表面反射并被傳感器重新接收，測量?jì)x表利用聲波所需的運行時(shí)間和輸入的容器高度可以計算出液位。
超聲波液位計利用波在介質(zhì)中傳播的特性，具備安裝容易、靈活性高等特點(diǎn)，通?？砂惭b于高處進(jìn)行非接觸式測量。但是，其容易受到超聲波傳播的能量損耗影響。
具體點(diǎn)說(shuō)，超聲波在傳播中遇到相界面時(shí)，有一部分反射回來(lái)，另一部分則折射入相鄰介質(zhì)中。當它由氣體傳播到液體或固體中，或者由固體、液體傳播到空氣中時(shí)，由于介質(zhì)密度相差太大而幾乎全部發(fā)生反射，且當超聲波液位計使用于含蒸汽、粉塵等環(huán)境中時(shí)，檢測距離將會(huì )明顯縮短，所以不建議在吸波(如泡沫等)環(huán)境中使用超聲波液位計。
在制藥行業(yè)中，超聲波液位計主要應用于儲罐和開(kāi)口水池。由于超聲波可以在不同介質(zhì)中傳播，所以超聲波液位計可分為氣介式、液介式、固介式三種，***常用的是氣介式和液介式超聲波液位計。按超聲探頭的不同工作方式，超聲波液位計又可分為自發(fā)自收的單探頭和收發(fā)分開(kāi)的雙探頭兩種，一般多采用單探頭超聲波液位計，因為其結構簡(jiǎn)單、安裝方便，維修工作量也較小，而且它可直接測出距離，不必校準。
⑤藥廠(chǎng)液位雷達法測量技術(shù)
在制藥行業(yè)通常將雷達物位計應用于提取罐、水液儲罐、酸堿儲罐、漿料儲罐、小型儲油罐等設備上。雷達物位計通過(guò)天線(xiàn)系統朝介質(zhì)的方向發(fā)射短促的雷達脈沖，介質(zhì)表面反射信號波，隨后被天線(xiàn)系統重新接收，測量?jì)x表利用雷達脈沖所需的運行時(shí)間和輸入的容器高度可以計算出液位高度。雷達液位計可測量腐蝕性介質(zhì)，對衛生要求很高的場(chǎng)合同樣適用，還適用于各種含泡沫的液位檢測，不受液體顏色影響，甚至可應用于高黏性液體，不受粘附物或冷凝物的影響，不受噪音、蒸汽、粉塵、真空等工況影響，受外部環(huán)境干擾相對較小。其安裝方式有多種選擇：頂部安裝、側面安裝、旁通管安裝、導波管安裝。
雷達物位計
優(yōu)點(diǎn)：可用于液體的非接觸式檢測，測量精度很高，調整過(guò)程非常簡(jiǎn)單，無(wú)需充填和排空容器，節約時(shí)間，可實(shí)現自動(dòng)化液位監測。
缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。
⑥藥廠(chǎng)液位音叉振動(dòng)法測量技術(shù)
音叉式液位測量?jì)H為開(kāi)關(guān)量輸出，不能用于連續性監控液體高度。音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理為：當液體填充兩個(gè)振動(dòng)叉時(shí)，共振頻率改變，依靠檢測頻率改變而發(fā)出開(kāi)關(guān)信號。具體來(lái)說(shuō)，振動(dòng)元件(音叉)在壓電陶瓷的驅動(dòng)下，以一定的機械諧振頻率振動(dòng)，壓電陶瓷被機械固定，因此不受溫度驟變的限制。一旦振動(dòng)元件接觸到被測介質(zhì)，振動(dòng)頻率即會(huì )改變，一體式的電子部件檢測到這個(gè)振動(dòng)頻率的變化，并轉換開(kāi)關(guān)命令，從而達到液位報警或控制的目的。
音叉液位開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)：價(jià)格較低，靈敏度高，體積小，重量輕，安裝方便，適應性強，被測液體不同的電參數、密度對測量均不產(chǎn)生影響，中等黏度、高溫、高壓等惡劣條件對檢測也不會(huì )產(chǎn)生影響。開(kāi)關(guān)的檢測由電子電路完成，無(wú)活動(dòng)部件，所以音叉液位開(kāi)關(guān)一經(jīng)安裝投運便不需特殊維護保養，當有過(guò)多被測介質(zhì)污染和粘附音叉時(shí)，清理掉即可，但在有泡沫存在的場(chǎng)合則需要進(jìn)行現場(chǎng)調校。
一種良好的液位檢測技術(shù)應該在滿(mǎn)足工藝要求的前提下，不但需確保測量穩定、安全可靠，而且要安裝便捷、維護簡(jiǎn)單、經(jīng)濟實(shí)惠。
藥廠(chǎng)在選擇液位測量技術(shù)和液位計時(shí)應考慮的因素包括：
①測量對象，被測液體的物理、化學(xué)性質(zhì)，如酸堿性、導電性、是否產(chǎn)生泡沫以及應用環(huán)境的壓力和溫度范圍等。
②測量和控制要求，是液位式測量還是連續式測量，是接觸式還是非接觸式測量，以及測量范圍和精度、安全可靠性和施工便捷性。
③成本低。隨著(zhù)自動(dòng)化儀表技術(shù)的發(fā)展，選擇測量液位的方法及相應的儀表也在不斷改進(jìn)和更新，目前還沒(méi)有哪一種液位測量技術(shù)能夠適應所有的介質(zhì)或環(huán)境。而制藥過(guò)程需要通過(guò)實(shí)時(shí)監測、自動(dòng)控制、調度管理，以達到降本增效、確保安全的目的，這就要求制藥企業(yè)根據測量要求和使用環(huán)境，針對每種測量方式的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，認真調研求證，科學(xué)地選擇液位檢測技術(shù)及相應的液位計，以保障檢測的可靠性、穩定性。
