1.問題的提出
1992年2月, 在我廠新項目的設計中, 對貯槽液位的測量, 要求所選儀表能夠連續(xù)測量、安全防爆、可靠性高、穩(wěn)定性好、安裝簡單、使用方便、具有自診功能、所測液位可以線性地轉(zhuǎn)換為重量值或體積值,并能輸出標準的4-20mA電流信號和上下限報警信號等, 以便與其他儀表組成自動控制系統(tǒng)。
2.選擇儀表
根據(jù)上述設計思路, 經(jīng)過多方比較, 我們選用了江蘇久久儀表有限公司生產(chǎn)的超聲波液位計, 這種儀表的性能基本符合以卜要求。其測量傳感器為非接觸式, 安裝相當方便, 安全防爆級別為（EExib）ⅡC液位測量范圍廣, zui大可達20m, 通過接口（ZA-670）可方便地與計算機聯(lián)接, 每臺計算機可管理64臺轉(zhuǎn)換器, 即64個液位測量點,相對降低了成本。在計算機中, 通過鍵盤設置或修改所需的各個參數(shù), 用功能鍵切換畫面, 以模擬光柱顯示貯槽液位或根據(jù)液位顯示的包絡線, 觀察信號及干擾情況, 從而找出測量存在的問題, 進一步還可以消除多達10個固定干擾產(chǎn)生的干擾回波, 如反應釜中攪拌漿或罐內(nèi)的支柱等對測量的影響;對不規(guī)則容器的液位測量, 用30點的折線將其線性化, 以體積值或重量值顯示出來；對于參數(shù)設置或測量中出現(xiàn)的問題, 以錯誤代碼的形式表達出來。因此人機對話很方便。
3.儀表組成
傳感器DU-60Z 安裝在貯槽上
轉(zhuǎn)換器FMU-678 安裝在19號安裝架上
接口ZA-670 安裝在19號安裝架上
電源NT-470 安裝在19號安裝架上
計算機ALR-286
打印機LQ-1600K
4測量原理
超聲波測量液位的原理并不復雜, 超聲波液位計的發(fā)射裝置和接收裝置共為一體, 在發(fā)射裝置發(fā)出超聲脈沖后, 發(fā)射裝置轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮昭b置, 以接收碰到料面而反射的超聲回波信號, 根據(jù)發(fā)射與接收所需要的時間, 乘以聲速, 就可確定超聲信號傳播的距離, 即所測液位L=C*t/2。在溫度為0℃ 、氣壓在101.3kPa的條件下, 空氣的聲速C約等于331.6M/S, 空氣的溫度補償因子為0.6/℃ , 因此校止后空氣的聲速為C=331.6+0.6*T（M/S）, 其中為傳感器DU-60中用于補償溫度測量元件所測得的溫度值。
5發(fā)現(xiàn)問題及解決辦法
①在zui初調(diào)試時, 我們以水代替物料進行標定, 測得值較準, 但實際使用后發(fā)現(xiàn)測量誤差較大,有的貯槽測得值高于實際值, 有的則低于實際值,甚至于在料位不變的情況下, 測出值早上, 中午、晚上均不同, 使人對測量值產(chǎn)生疑問。經(jīng)分析, 儀表沒有問題, 阿題出在聲速上, 影響聲速的因素很多溫度、壓力、濕度、混合氣體的成份、分子量、比熱等, 我們所測的貯槽是微壓的密閉容器, 各個貯槽所裝的物料均不同, 壓力、濕度等影響較小, 主要是環(huán)境溫度變化, 引起超聲波在物料揮發(fā)物與空氣的混合物中傳播速度的變化, 從而造成誤差。查資料, 我們得到部分補償因子, 代人后, 測得值比較準確, 另有部分理論值以試驗的方法, 用測量值與實際值比較, 計算出聲速與溫度補償因子, 去修正聲速。經(jīng)過這樣處理后, 測量值與實際值基本吻合, 達到儀表的精度, 得到項目驗收部門的認可。
②前年, 生產(chǎn)車間所映有一個貯槽液位顯示不穩(wěn)定, 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn), 傳感器的上蓋不知何時已破裂, 里面灌滿水, 接線柱已經(jīng)生銹。我們拆下傳感器, 倒出水、除銹、晾干后, 將其重新安裝, 又恢復正常測量, 至今二年多時間沒出問題, 說明這種表的質(zhì)量是好的, 經(jīng)過七年多的運行,個別單元儀表出現(xiàn)一些故障, 對此我們正在研究中
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