液位计的选型

2019-10-12 17:13

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  在液位仪表测量中,方法众多,但都有自己的适用范围: 1.接触式测量 接触式测量是从钢带浮子液位计为开端, 以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化 仪表如 伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式:最早期的液位计,现今都面临着更新换代工 作原理 浮子受浮力浮在介质表面,通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值,液位上升 或下降破坏了力平衡后,浮子也跟随上升下降,带动钢带运行。理论精度在 2-3mm 左右 安 装复杂,可靠性较低,由于机械部件多,很容易发生钢带卡死不动的情况。 光纤式即将钢 带液位通过光码盘读出实现数字化。 2.磁致伸缩型 磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产 生低压电流脉冲,开始计时,产生磁场沿磁致伸 缩线向下传播,浮子随着液位变化沿测量竿上下移动,浮子内有磁铁,也产生磁场,两个磁 场相遇,磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲,脉冲速度已知,计算脉冲传播时间即对应液位 精确变化。 (电流以光速运行,所以其传播时间与力波时间相比可忽略)精度最高能够达到 1mm 优缺点分析 磁致伸缩液位精度较高,可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较 高的安装、维护要求导致市场普及不广。 3.伺服式液位计 伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计, 主要应用在轻油品的高精度测量中。 与雷达液 位计形成比较强的竞争。基本原理同钢带式液位计,但具有精确的力传感器以及伺服系统, 形成闭环调节系统,通过考虑钢带自身重力,精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力, 得到精确的当前液面到罐顶高度,以得到液位值。精度高,能够达到 1mm,满足计量级要 求。使用于平静的轻质无腐蚀性液体。安装调试比较麻烦,同样有接触式液位计的各种不利 因素价格高昂。 4.静压式液位计 静压式液位计比较特殊, 其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压 力来折算液位高度。 P=ρgh (P 压强)由于其受介质密度和温度影响很大,所以常常精 度比较差,而为消除这些影响,需要很多其他测试仪表,结果搭建一套完善的静压测量系统 价格很高。 5.非接触式测量 非接触式测量通常采用发射能被所测介质反射的波的形式进行测量,利用已知的波传播速 度,通过直接或间接测量波的传播时间来得到液面与测量仪表间的距离,进而得到液位值。 根据发射波种类有光波激光液位计超声波超声波液位计电磁波雷达液位计。 6.雷达测量 雷达测量采用发射电磁波形式,由于所测介质的介电常数均大于空气和线,由于介质 的不连续性, 在空气和液体分界面出就会出现反射现象, 电磁波在空气中传播速度基本不受 温度影响, 所以通过测量电磁波从发射到反射被接收之间的时间, 就可以测出液位计离液面 的高度,进而得到液位值。雷达液位计又分两大类,它们的具体测量原理并不相同。雷达物 位计分类脉冲式调频连续波方式(FMCW) 。 7.脉冲雷达测量 脉冲式雷达的原理和超声波式基本一致。雷达发射短微波脉冲,脉冲在液面处被反射,雷达 接收到反射回波通过信号处理,得到目标距离。 R=c*(t1-t0)/2 市场上一般低价位的雷达 液位计均为脉冲式,代表的有 KROHNE、siemens、E+H、VEGA 等等精度:±5~10mm 8.调频连续波方式(FMCW) 原理:线性扫频,测频等效于测时,得到电磁波传播时间,进而得到距离。调频连续波雷达 的优点精度高 可达± 0.5mm 抗干扰能力强 适用范围广 可用于腐蚀性、高温高压、不平静 液体 无移动部件,免维修,可靠性高安装方便 配置灵活,不同天线与雷达头组合适用不同 测量环境 国外雷高精度的调频连续波雷达在世界上以瑞典的 SAAB 公司的 saab-pro 系列和 saab-rex 系列为典型。 pro 系列为控制级别的液位计, 精度±3~10mm Rex 系列是具有贸易交 接认证的±0.5mm 精度液位计。也是当今精度最高的雷达液位计。达液位计所有高端产品都 采用调频连续波方式,价格比较贵。 储罐液位一般原则 1、原油、重质油储罐液位测量宜采用非接触式(雷达式、超声波式);轻质油、[wiki]化工 [/wiki]原料产品 (非[wiki]腐蚀[/wiki]性) 储罐液位测量, 宜采用非接触式或接触式 (浮子式、 差压式)。 2、储罐就地液位指示,宜选用磁性浮子液位计、浮球液位计,也可选用直读式彩色玻璃板 液位计。 3、拱顶罐、浮顶罐液位测量,宜选用重锤式钢带液位计、恒力盘簧式钢带液位计或光导式 液位计。 4、内浮顶罐、外浮顶罐、有压罐、带有搅拌机或有旋流的储罐液位测量,应选用有导向管 安装方式的伺服式液位计。 5、大型拱顶罐、球形罐的原油、成品油、沥青、乙烯、丙烯、液化[wiki]石油[/wiki]气、液 化天然气及其它介质液位的测量,可选用雷达式液位计。 6、常压罐、压力罐、拱顶罐、浮顶罐的液体质量、密度、体积、液位等测量,可选用静压 式储罐液位计,但高粘度液位测量不宜采用。 超声波主要考虑的参数: 超声波主要考虑的参数: 主要考虑的参数 1、池子的深度或罐体的高度。这个深度或高度就是最大量程。 2、工作方式。是直接接仪表还是其他设备,该设备可以接受什么信号输入。二线制,三线 制,四线、电源方式。现场可以提供什么电源,是 220VAC 还是可以提供 24VDC。必须明白二线、现场环境情况。现场测量的介质不同,对超声波传感器探头的要求是不同的。 5、是否需要控制其他设备。超声波液位计可以加 2 路继电器。 以上几点考虑到,基本可以选定超声波液位计的型号了。 磁致伸缩液位计: 探棒上端电子部件产 生低压电流脉冲,开始计时,产生磁场沿磁致伸缩线向下传播,浮子 随着液位变化沿测量竿上下移动,浮子内有磁铁,也产生磁场,两个磁场相遇,磁致伸缩线 扭曲形成扭应力波脉冲,脉冲速度已知,计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。 (电流以 光速运行,所以其传播时间与力波时间相比可忽略)电厂锅炉、汽轮机、电气、热控、水 处理等热电行业技术免费交流平台! 精度最高能够达到 1mm. 优缺点分析: 磁致伸缩液位精度较高, 可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较高的安装、 维护要求 导致市场普及不广。 伺服式液位计: 伺服式液位计: 是最近比较成功的新型液位计, 主要应用在轻油品的高精度测量中。 与雷达液位计形成比较 强的竞争。 基本原理同钢带式液位计,但具有精确的力传感器以及伺服系统,形成闭环调节系统,通过 考虑钢带自身重力, 精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力, 得到精确的当前液面到罐 顶高度,以得到液位值。 热电技术联盟精度高,能够达到 1mm,满足计量级要求。 使用于平静的轻质无腐蚀性液体。2v9}*v-U5Y#Z0j)i/u9B 安装调试比较麻烦,同样有接触式液位计的各种不利因素,价格高昂 雷达液位计: 发射—反射—接收是雷达液位计的基本工作原理。 雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号, 发射波在被测物料表面产生反射, 反射回 来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。 信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离,送终端显示器进行显示、报警、操作 等。 在发射的时间间隔里,天线系统作为接收装置使用。仪表分析、处理运行时间小于十亿分之 一秒的回波信号,并在极短的一瞬间分析处理回波。 雷达传感器利用特殊的时间间隔调整技术将每秒的回波信号进行放大、 定位, 然后进行分析 处理。因此雷达传感器可以在 0.1s 内精确细致地分析处理这些被放大的回波信号,无须花 费很多时间来分析频率。 特点分析: 雷达液位计最大的特点是在恶劣条件下功效显著。无论是有毒介质,还是腐蚀性介质,也无 论是固体、液体还是粉尘性、浆状介质,它都可以进行测量。在测量方面,具有以下特点: 1、连续准确地测量 由于电磁波的特点,不受环境的影响。故其测量的应用场合比较广。雷达液位计的探头与介 质表面无接触,属非接触测量,能够准确、快速地测量不同的介质。探头几乎不受温度、压 力、气体等的影响(500℃时影响仅为 0.018%,50bar 时为 0.8%)。 2、 对干扰回波具有抑制功能 比如, 波束范围内接头引起的干扰回波和进料或出料的噪声引 起的干扰回波等可由内部的模糊逻辑控制自动进行抑制。 3、准确安全节省能源 雷达液位计在真空、受压状态下都可进行测量,而且准确安全,可*性强。可以不受任何限 制,适用于各种场合。雷达液位计采用材料的化学性、机械性都相当稳定,且材料可以循环 利用,极具环保功效。 4、无须维修且可*性强 微波几乎不受干扰,与测量介质不直接接触,几乎可以被应用于各种场合,如真空测量、液 位测量或料位测量等。由于高级材料的使用,对情况极其复杂的化学、物理条件都很耐用, 它可以提供准确可*、长期稳定的模拟量或数字量的物位信号。 5、维护方便,操作简单 雷达液位计具有故障报警及自诊断功能。 根据操作显示模块提示的错误代码分析故障, 及时 确定故障予以排除,使维护校正更加方便、准确,保障仪表的正常运行。 6、适用范围广,几乎可以测量所有介质 从槽罐体的形状来说,雷达液位计可以对球罐、卧罐、柱形罐、圆柱椎体罐等的液位进行测 量;从罐体功能来说,可以对储罐、缓冲罐、微波管、旁通管中的液位进行测量;从被测介 质来说,可以对液体、颗粒、料浆等进行测量。

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