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| 储罐液位检测的现状 |
| 储罐液位检测涉及到工业生产的各个领域,具体的工作环境各不相同,这就对检测仪器提出了各种不同的要求。国内外在储罐液位检测方面所采用的方法和仪器很多,目前被广泛使用的测量仪器按照液位敏感元件与被测液体的接触形式又可以分为接触式测量和非接触式测量两大类。 一、接触式测量 1.钢带浮子式液位测量仪表 20世纪60年代末至80年代初,国外主要研制和使用的是各种钢带浮子式液位测量仪。国内在20世纪8O年代初,大连第五仪表厂研制成功了浮子钢带式液位计。此类仪表曾经在国内外得到过广泛的应用,但因其一次仪表安装要求较高,液位突然移动跟踪不及时,易磨损,加之机械摩擦影响计量精度的缺点,给使用带来诸多不便。 2.差压式液位测量仪表 差压式液位测量仪表利用液体底部压强和罐顶大气压的压差,使半导体扩散硅薄膜产生形变,引起电桥不平衡,由电路输出与液位高度相对应的电压,而获取液位信号。该类仪表能满足大多数工艺对象的要求,因而在国内外得到较为广泛的应用。目前,国内有多家企业都有生产。而国外的某些产品具有更好的性能,如精度高,漂移小,抗过载能力强等。 3.电容式液位测量仪表 电容式液位计两电极间的介质为液体和气体。由于液体的介电常数和液面上的介电常数不同,因此,随着液位发生变化,电容量也将发生变化。电容式液位测量仪表就是利用被测对象的导电率,将液位变化转换成电容变化来进行测量的一种液位计。 与其它液传感器相比,它具有灵敏性好、输出电压高、误差小和动态响应好等特点,适用于具有腐蚀性和高压介质的液位测量。 4.磁致伸缩液位计 磁致伸缩式液位计利用磁性材料的磁致伸缩效应进行液位测量,液位计头部产生一低电流询问脉冲,电流脉冲周围产生的电磁场与浮子内置磁钢的磁场相遇,产生“波导扭曲”脉冲,从发出询问脉冲到接收返回脉冲的时间差,与浮子的位置相对应,即可知道液位高度。磁致伸缩液位变送器的典型产品有美国MTS系统公司的磁致伸缩液位计,测量精度达到0.749mm,但其价格昂贵。 二、非接触式测量 1.超声波液位测量仪表 超声波频率高、波长短、绕射现象小,最明显的特征是方向性好,能成为射线而定向传播,且衰减小,碰到分界面就会发生明显的反射。超声波液位测量仪利用了超声波的这些物理性质,采刚脉冲回波法来检测液位。 其工作原理是:由脉冲信号激励超声波发生器发出超声波,当超声波到达液面后被液面反射回到超声波接收器,通过检测超声波从发射到接收所需的时间,再根据超声波在介质中传播的速度及仪器安装高度,即可得出液位高度。 超声波液位测量仪表具有非接触的特点,且性能可靠、安全性好,具有实用价值,因而成为液位检测仪表的一个发展方向,在国内外均得到较为光泛而深入的研究和应用。但是,受自身特点(如储罐内温度变化较大、油品易挥发、模拟量转换精度不足)等因素的制约,超声波液位测量仪表在大量程范围内难以达到高精度。 2.雷达液位仪 雷达液位仪依据发射脉冲一接收回波方式工作,雷达系统不断地向被测对象发射以光速C传播的高频电磁波,当电磁波发射到物料表面时就会反 射回来,而雷达系统与物料之间的距离正比于电磁波的运动时间。如果希望高精度测量,则需要应用频差原理,应用复合脉冲雷达技术,用频差代替所测距离,从而测得物位高度。 雷达液位仪具有测量精度高、不与被测量物体接触、维护方便、寿命长的优点。近年来美国Milltronics与Magmetrol等厂家对雷达液位计又进 行了改进,采用人工智能软件,消除了蒸汽、反射面泡沫等影响。 但此类仪表结构复杂,应用成本极高,且功能单一,只能检测液位高度。目前,雷达液位计在我国已得到广泛使用。 3.光纤液位测量仪 光纤液位测量仪根据光导光纤中光在不同介质中传输特性的改变对液位进行检测。其结构一般由输入光纤、输出光纤、光电转换装置、壳体组成。这类仪表安装方便,特别适用于易燃、易爆、腐蚀性强的液体的检测,精度高。 综观现有的储罐液位检测技术,各种检测方法各具优缺点。随着现代工业的迅猛发展,储罐液位测量正向着高精度、高可靠性、多功能方向发展。 目前,国内在高精度液位测量技术方面一直靠引进国外的技术为主,如费希尔一罗斯蒙(FisherRosemount)公司HTG系统、美国MTS公司磁致伸缩液位计等。近几年,清华大学、北京长恒仪表公司和东南大学等单位对高精度液位检测技术进行了积极研究:清华大学偏重研究高精度静压储罐智能监测系统:北京长恒仪表公司引进国外WCM型磁致伸缩液位变送器技术和主要部件,在国内组装;东南大学则另辟蹊径,应用机械数控技术与光传感器检测技术相结合,研究高精度液位测量技术,并取得了可喜的成果。
| | | 来源:安宗权、冷护基、林宗良《储罐液位检测技术的现状与展望》 时间:2008-7-30 10:41:28 |  |
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