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全面分析下物位液位测量仪表的优劣对比
阅读次数:41   发布时间:2020/3/14 10:20:06
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全面分析下物位液位测量仪表的优劣对比
在工业生产过程中测量位、固体颗粒和粉粒位,以及液-液、液-固相界面位置的仪表。一般测量液体液面位置的称为液位计,测量固体、粉料位置的称为料位计,测量液-液、液固相界面位置的称为相界面计。在工业生产过程中广泛应用物位测量仪表,测量锅炉水位的液位计就是一例。发电厂大容量锅炉水位是十分重要的工艺参数,水位过高、过低都会引起严重安全事故,因此要求准确地测量和控制锅炉水位。水塔的水位、油罐的油液位、煤仓的煤块堆积高度、化工生产的反应塔溶液液位等,都需要采用物位测量仪表测量。下面来分析下物位和液位测量仪表的优劣对比
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。
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。
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
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。
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 电磁波 雷达液位计
激光测量
激光式液位计采用激光干涉原理测距,理论上能够达到很高的精度,但由于激光波长太小,很容易受到空气中尘埃和蒸汽的影响,另外透镜也不抗污染,所以很少用在工业现场。 实用的激光液位计精度也比较低,一般是量程的0.5%
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真空的1,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)
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
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。

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