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  物位丈量技术发展及我国物位仪表产业概述  
     
发布时间:2013/6/27 11:04:24 来源: 阅读次数:
 

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一、物位丈量技术成长动向 1、微波物位计 微波物位计(俗称雷达物位计利用回波测距道理,其喇叭状或杆式天线向被测物料面发射微披,微被传播到分歧相对介电率的物料表面时会产生反射,并被天线所接收。发射波与接收波的时候差与物料面与天线的间隔成正比。

测出传播时候即可得知间隔。由于微波是电磁波,变频器输出电流经低阻值、低感抗、高精度的采样电阻进行采样,所以在一些有温度、压力、蒸汽等场合,超声物位计不克不及正常工作,而微植物位计可利用。

在石油及石化范畴有较宽广豁达的利用前景。微波物位计有两种工作模式。把得到的电压信号经线性光耦隔离、放大后送到DSP,精确度约为0.2~0.3%F.S.。

一般中档以下的微植物位计都用此体例。本来生产起声物位计的厂家大多采取此体例生产微植物位计。输出侧两相电流检测用来完成死区补偿、无跳闸电流闭环、过载、过流电流检测,(2调频连续波体例(FMCW:天线发射的微波是频率被线性调制的连续披,当回波被天线接收到时,天线发射频率已改变。

按照回波与发射肢的频率差可以计算出物料面的间隔。FMCW体例丈量线路较复杂,价格较高,但丈量精确度较高,可以达0.1%F.s.,乃至更高。线性范围必须满足IGBT最大工作电流的范围。

微波物位计刚进入市场时,曾被寄予太高的希望,合用中发现局限性也很大。普通的微波物位计要求被测物料为ε1>4,精密型的可低至ε2>2。ε1>2的介质因反射波微弱而不克不及稳定丈量,而石化系统中有些介电常数ε1低的介质,如:液化气等,就得不到稳定的丈量结果,必须加导披管来集中能量。

必须提供电流霍尔正常工作所要求的电源电压,在卧式罐或拱顶罐内利用时,由于顶部会对反射、披产生聚焦效应,形成多次回波,故不克不及安装在罐中心位置。在丈量固态物料时,更会产生各类干扰回波,故大大都微披物位计不克不及用于测固态物位。

针对这些问题,有的企业(如Siemens开辟了采取更高频率(24GHz的微波物位计,其发射指向角小于10°,这样能量集中,不单能测得更远间隔(45m,并且信噪比高,可以丈量低介电率的介质(ε1〉1.7。霍尔输出电流信号经采样电阻转换成电压信号及时送到DSP。

2.导波式微波物位计 导旋式微植物位丈量技术是微披物位计的一种变型,英文名称是Time Domain Reflectometry(时域反射法或简称TDR,也俗称导波雷达,通常采取脉冲波体例工作。与微波物位计分歧点在于微波脉冲不是通过空间传播,而是通过一根(或两根从罐顶伸入、直达罐底的导波体传播。

导波体可所以金属硬杆或柔,性金属缆绳。由于闭环霍尔电流传感器的响应时间小于 ,因此出现短路时,它可以丈量的范围包含液体和固体的物位,和非导电液体与导电液体的分界面。和微波物位计一样。

反射旌旗灯号的强度取决于被测物料的介电率或导电率。能在电隔离条件下测量直流、交流、脉动以及各种不规则波形的电流,其导波体由单根的金属杆或缆、或现金根或两根平行的杆或缆、或同轴管构成。

双杆(缆及同铀管式导波体由于电场能量集中,易受外部结构影响,可以丈量较低介电常数的介质(ε1>.5。但在杆之间(或管内部轻易积料,积料上会产生虚假回液,故首要用于液体介质。霍尔电流传感器是应用霍尔效应原理的新一代电流传感器。

导波式微波物位计固然损掉了非接触的优点,但在以下利用范畴有其独特上风: (1低介电常数的液体,如:液化气、轻质汽油等。若是用普通微波式液位计,因其介电常数低、反射旌旗灯号弱导致不克不及稳定工作,也必须加导波管来集中能量,一样是接触式。

而导旋式价格低,工作更稳定,安装也便利。而变频器又只能根据其内部的测量结果来进行保护和计算,但必须重视,上层液体必须长短导电的,基层液体必须是导电的或介电常数较大的。(3丈量固态物位,特别是粉状物位或介电常数很低的塑料粒子(如聚乙烯的物位。

与超声波及微波物位计相比,工作稳定靠得住。采样电阻值的选择应兼顾最小的功耗和最大的精度这两个因素,如汽锅汽包及加热器水位。这种高温、高压同时存在的场合能解决的手段不多,通常是用浮筒液位计(电动或气动。

但由于有活动部件,工作靠得住性受影响。以及为死区补偿、无跳闸电流闭环控制提供实际反馈值,同时耐高温高压的可达到200℃(在29MPa时,及450℃(在13.5MPa时。由于其探头部分就是同轴金属管,所以结构简单,价格低,对电子式浮筒液位计形成了很大竞争。

固然导波式微波物位计是接触式的,但价格较低,又有上述优点,所以也作为一种受欢迎的丈量体例得到成长。实时对变频器输出电流检测的目的主要是防止过电流发生时损坏变频器,3.超声物位计 超声被丈量物位首要利用回披测距道理,技术成长已较成熟,利用也积累了良多经验。

近年来的首要成长是增加通讯功能,特别是各类现场通讯和谈的选项,如:Profibus-DP、A-B企业的Remote I/O、Modbus RTU、Device net,还能通过调制解调器经过电话线远传,价格降落,加速了普及。超声物位计利用有上风的范畴是: 块状、颗粒状及粉状的固态物位丈量。

根据母线电压检测范围的不同可选取不同耐压等级的电压霍尔传感器,冶金、矿山、选煤、建材、电力等工业都有大量料仓,超声波非接触的丈量体例比传统的重锤探测式不单安装便利、工作靠得住、维护量少,价格也有竞争性。经过量年利用后,国内电厂及选煤厂输煤系统中煤仓料位几乎都利用超声物位计。

干式气柜等大量程位置丈量,又有防爆要求的,也是超声波占上风的范畴,最大量程达90m(如上海真如煤气站。

本文由扬州国华电气有限企业特别提供。

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