界面液位测量对于石油天然气和化学品储罐至关重要。同时，界面液位测量也是一项测量和控制方面的挑战。
在当今日益现代化的油田生产中，原油加工自动化已成为精炼油质量的保障。油水界面性能从根本上影响着原油加工的几个关键问题，例如原油含水量、能耗、污水排放指标等。
本文主要对比分析了华北油田常用的几种油水界面测量仪器的工作原理、使用方法及常见故障，希望能帮助您在油水界面测量方面找到合适的解决方案。
接口液位测量技术
根据接口仪器的测量原理，接口仪器大致可分为：磁射频导纳式、短波吸收式、电容式、伺服式等。
其中，磁接口仪器又可分为：簧片管式磁控管接口仪器、磁致伸缩式接口仪器等。
利用磁致伸缩界面液位计进行界面液位测量
一根刚性管或柔性管从罐顶延伸至罐底，带有磁性钢片的浮子随液面沿波导管上下移动。
测量过程中，电流脉冲会在浮子所在的管内波导管上激发应力脉冲。该应力脉冲沿波导管以声速传播至顶部电子盒内的测量部分，并被转换为电脉冲。
根据应力脉冲的传播时间即可确定液位位置。
如有第二个浮子，则需选择合适的相对密度，使其漂浮在油水界面上。这样即可同时测量油水界面的位置。
使用簧片开关液位传感器进行界面液位测量
簧片管式磁控界面液位计又称磁浮球液位计。
这种类型的界面液位计曾广泛应用于油田，但现在存在一些问题。
其测量原理极其简单。将包含簧片开关和电阻器的电路板安装到位。电路板的长度取决于被测介质的高度。
将其放入不锈钢管中，当套在钢管外的磁性浮子随液面移动时，磁力会吸引相应的干燥簧片管。电路板输出端的电阻值也会随之改变。
根据 被测原油的密度，适当匹配不同相对密度的磁性浮子，即可测量液位和界面。
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利用短波进行界面液位测量
该仪表基于短波介质吸收原理。电能以电磁波的形式辐射到油水乳液中。通过测量油和水吸收的电能差异，即可检测两种介质的含量。
油的介电常数约为2.3，而水的介电常数约为80，两者差异显著。
通过测量油水含量来检测油水界面。
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电容式液位计测量
电容式液位计利用油水介质电导率的差异，使电容值与液位高度呈线性关系，从而实现油水界面的监测。
目前，射频导纳式液位计已逐渐取代传统的电容式液位计。
电容式液位传感器 可用于点位检测和连续液位测量，尤其适用于液体。其测量原理基于电容器电容的变化。导电的罐壁和罐内的探头构成一个电容器，通过测量电容器电容的变化来确定液位。本动画演示了导电液体和非导电液体的测量原理。电容式液位传感器可以将各种液位变化和液位高度转换为标准电流信号。此外，液位传感器还支持无线传输、RS485数字通信传输等。
伺服液位计在界面液位测量中的应用
伺服液位计是一种高精度测量仪器，采用微电子技术和伺服电机驱动技术测量液位。
伺服液位计可对被测介质的液位、界面液位以及 被测介质的密度 进行常规、精确的测量和信号传输，并具备温度传输等功能。它能够满足储罐库存管理、损耗控制、成本节约和安全操作的要求。
伺服液位计采用防爆设计，具有很强的扩展性，可广泛应用于各种易燃易爆场所。它是石油化工、电力、医药、食品等领域 储罐液位测量 的理想选择。
单台伺服液位计：可实现油罐液位、界面液位实时显示和远程传输显示。
伺服液位计配备多点温度计：可实现油罐液位、界面液位以及不同高度点的 温度测量。
伺服液位计配备多点温度计和罐侧显示器：可现场测量并显示油罐不同高度的液位、边界液位和温度。
利用差压变送器测量界面液位
差压 (DP) 变送器用于测量两种比重不同的流体的界面液位。该测量可在有或无远端密封的情况下进行。重要的是，测量高度必须足够大，以便在两种比重极限之间产生合理的差压。
假设测量距离 H 为 1.2 米，油的密度为 0.7，水的密度为 1.0。高压侧和低压侧的压力导管内充满水作为密封液。求差压变送器的量程。
解：
最低水位处的压差：P=(ρ油×g×H)-(ρ水×g×H)
=(0.7×9.8×1.2)-(1.0×9.8×1.2)=-3.528kPa
最高水位处的压差：P=(ρ水×g×H)-(ρ水×g×H)
=(1.0×9.8×1.2)-(1.0×9.8×1.2)=0kPa
变送器的量程为：-3.528kPa 至 0kPa
量程快速计算：(ρ水-ρ油)×g×H=3.528kPa
注：此算法仅适用于油水分层明显的工况。如果油水互溶形成乳化状态，则不适用。
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在油田生产中，油水分离是原油加工过程中极其重要的环节。原油进入联合站后，需要经过沉淀、断电等处理工序。油水界面控制是分离效果的关键。
目前，油田普遍采用专用油水界面仪监测油水界面液位，以实现自动化控制。
目前市面上的油水界面仪种类繁多，性能差异较大。本文以华北油田的实际情况为基础，对油水界面仪的应用进行了具体分析。
首先，概述油田生产的基本工艺流程。原油开采后，送至采油计量站进行计量，然后进入联合站。
在联合站，原油经计量和加热后，送至初沉池。初沉池内的原油常年保持在60℃左右。
经过沉淀和分离后，原油进入中间罐。脱水泵脱水后，原油经二次加热进入二级沉淀罐。
二级沉淀罐中的原油常年保持在约80℃。分离后的原油进入电脱水机进行最终处理，达到含水率标准（0.5%）后，最终送至精炼油储罐。
整个过程中，需要测量油水界面。精确监测油水界面对于提高油品含水率和控制处理成本至关重要。
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吴鹏出生于1980年，是一位备受尊敬且成就卓著的男性工程师，在自动化领域拥有丰富的经验。凭借20多年的行业经验，吴鹏在学术和工程领域都做出了卓越的贡献。
在其职业生涯中，吴鹏参与了许多国内外工程项目。他最著名的项目包括炼油厂智能控制系统的开发、石化厂尖端分布式控制系统的设计以及天然气管道控制算法的优化。