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全面分析下物位液位測(cè)量?jī)x表的優(yōu)劣對(duì)比
閱讀次數(shù):768 發(fā)布時(shí)間:2020/3/14 10:20:06
全面分析下物位液位測(cè)量?jī)x表的優(yōu)劣對(duì)比
在工業(yè)生產(chǎn)過程中測(cè)量液位、固體顆粒和粉粒位,以及液-液、液-固相界面位置的儀表。一般測(cè)量液體液面位置的稱為液位計(jì),測(cè)量固體、粉料位置的稱為料位計(jì),測(cè)量液-液、液固相界面位置的稱為相界面計(jì)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用物位測(cè)量?jī)x表,測(cè)量鍋爐水位的液位計(jì)就是一例。發(fā)電廠大容量鍋爐水位是十分重要的工藝參數(shù),水位過高、過低都會(huì)引起嚴(yán)重安全事故,因此要求準(zhǔn)確地測(cè)量和控制鍋爐水位。水塔的水位、油罐的油液位、煤倉(cāng)的煤塊堆積高度、化工生產(chǎn)的反應(yīng)塔溶液液位等,都需要采用物位測(cè)量?jī)x表測(cè)量。下面來分析下物位和液位測(cè)量?jī)x表的優(yōu)劣對(duì)比
接觸式測(cè)量
接觸式測(cè)量
接觸式測(cè)量是從鋼帶浮子液位計(jì)為開端,以各種方式精確測(cè)量浮子距離而演化到各種現(xiàn)代化儀表 如 伺服式、磁致伸縮式等等鋼帶浮子式:最早期的液位計(jì),現(xiàn)今都面臨著更新?lián)Q代 工作原理 浮子受浮力浮在介質(zhì)表面,通過變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值,液位上升或下降破壞了力平衡后,浮子也跟隨上升下降,帶動(dòng)鋼帶運(yùn)行。 理論精度在2-3mm左右 安裝復(fù)雜,可靠性較低,由于機(jī)械部件多,很容易發(fā)生鋼帶卡死不動(dòng)的情況。 光纖式即將鋼帶液位通過光碼盤讀出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。
磁致伸縮型
磁致伸縮型工作原理探棒上端電子部件產(chǎn) 生低壓電流脈沖,開始計(jì)時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng)沿磁致伸縮線向下傳播,浮子隨著液位變化沿測(cè)量竿上下移動(dòng),浮子內(nèi)有磁鐵,也產(chǎn)生磁場(chǎng),兩個(gè)磁場(chǎng)相遇,磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖,脈沖速度已知,計(jì)算脈沖傳播時(shí)間即對(duì)應(yīng)液位精確變化。(電流以光速運(yùn)行,所以其傳播時(shí)間與力波時(shí)間相比可忽略)精度最高能夠達(dá)到1mm 優(yōu)缺點(diǎn)分析 磁致伸縮液位精度較高,可測(cè)油水分界面但由于其接觸的測(cè)量方式和較高的安裝、維護(hù)要求導(dǎo)致市場(chǎng)普及不廣。
伺服式液位計(jì)
伺服式液位計(jì)是最近比較成功的新型液位計(jì),主要應(yīng)用在輕油品的高精度測(cè)量中。與雷達(dá)液位計(jì)形成比較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)。 基本原理同鋼帶式液位計(jì),但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng),形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過考慮鋼帶自身重力,精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力,得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度,以得到液位值。精度高,能夠達(dá)到1mm,滿足計(jì)量級(jí)要求。使用于平靜的輕質(zhì)無腐蝕性液體。安裝調(diào)試比較麻煩,同樣有接觸式液位計(jì)的各種不利因素價(jià)格高昂
靜壓式液位計(jì)
靜壓式液位計(jì)比較特殊,其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過測(cè)量液體底部的壓力來折算液位高度。 P=ρgh (P 壓強(qiáng))由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大,所以常常精度比較差,而為消除這些影響,需要很多其他測(cè)試儀表,結(jié)果搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng)價(jià)格很高。
非接觸式測(cè)量
非接觸式測(cè)量通常采用發(fā)射能被所測(cè)介質(zhì)反射的波的形式進(jìn)行測(cè)量,利用已知的波傳播速度,通過直接或間接測(cè)量波的傳播時(shí)間來得到液面與測(cè)量?jī)x表間的距離,進(jìn)而得到液位值。根據(jù)發(fā)射波種類有光波 激光液位計(jì)超聲波 超聲波液位計(jì)電磁波 雷達(dá)液位計(jì)
激光測(cè)量
激光式液位計(jì)采用激光干涉原理測(cè)距,理論上能夠達(dá)到很高的精度,但由于激光波長(zhǎng)太小,很容易受到空氣中塵埃和蒸汽的影響,另外透鏡也不抗污染,所以很少用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 實(shí)用的激光液位計(jì)精度也比較低,一般是量程的0.5%
雷達(dá)測(cè)量
雷達(dá)測(cè)量采用發(fā)射電磁波形式,由于所測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)均大于空氣和真空的1,由于介質(zhì)的不連續(xù)性,在空氣和液體分界面出就會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象,電磁波在空氣中傳播速度基本不受溫度影響,所以通過測(cè)量電磁波從發(fā)射到反射被接收之間的時(shí)間,就可以測(cè)出液位計(jì)離液面的高度,進(jìn)而得到液位值。雷達(dá)液位計(jì)又分兩大類,它們的具體測(cè)量原理并不相同。雷達(dá)物位計(jì)分類 脈沖式 調(diào)頻連續(xù)波方式(FMCW)
脈沖雷達(dá)測(cè)量
脈沖式雷達(dá)的原理和超聲波式基本一致。雷達(dá)發(fā)射短微波脈沖,脈沖在液面處被反射,雷達(dá)接收到反射回波通過信號(hào)處理,得到目標(biāo)距離。 R=c*(t1-t0)/2 市場(chǎng)上一般低價(jià)位的雷達(dá)液位計(jì)均為脈沖式,代表的有 KROHNE、siemens、E+H、VEGA等等精度:±5~10mm
調(diào)頻連續(xù)波方式(FMCW)
原理:線性掃頻,測(cè)頻等效于測(cè)時(shí),得到電磁波傳播時(shí)間,進(jìn)而得到距離。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn) 精度高 可達(dá)± 0.5mm 抗干擾能力強(qiáng) 適用范圍廣 可用于腐蝕性、高溫高壓、不平靜液體 無移動(dòng)部件,免維修,可靠性高 安裝方便 配置靈活 ,不同天線與雷達(dá)頭組合適用不同測(cè)量環(huán)境 國(guó)外雷高精度的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)在世界上以瑞典的SAAB公司的saab-pro系列和saab-rex系列為典型。 pro系列為控制級(jí)別的液位計(jì),精度±3~10mm Rex系列是具有貿(mào)易交接認(rèn)證的±0.5mm精度液位計(jì)。也是當(dāng)今精度最高的雷達(dá)液位計(jì)。達(dá)液位計(jì)所有高端產(chǎn)品都采用調(diào)頻連續(xù)波方式,價(jià)格比較貴。
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