摘要:本文列舉了一些常用液位計(jì)，在分析各種液位計(jì)的原理、特點(diǎn)和局限性的基礎(chǔ)上，選擇并改進(jìn)了適用于我廠的新型液位計(jì)<； br/>； 靜磁格標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)。 用較新穎的方法很好地解決了液位監(jiān)測和控制問題。 液體水平的檢測和控制是各企業(yè)監(jiān)測生產(chǎn)過程、安全、順利運(yùn)行和環(huán)境改善的重要手段。 現(xiàn)代企業(yè)對(duì)流量計(jì)量的要求越來越高，主要反映在準(zhǔn)確性、可靠性、及時(shí)性和自動(dòng)化水平等方面。 1、常用的幾種液位測量方法簡要說明:1.1玻璃管液位計(jì)是歧管的原理，玻璃管液位計(jì)的上下閥與容器連接構(gòu)成歧管，可通過玻璃管直接讀取容器內(nèi)介質(zhì)液位的高度。 儀表兩端有針閥，針閥中有鋼球，玻璃管因事故破裂時(shí)，鋼球會(huì)在容器內(nèi)液體的壓力下自動(dòng)關(guān)閉液流通道，以免容器內(nèi)的介質(zhì)流出。 玻璃管液位計(jì)是現(xiàn)場直讀式儀表，主要用于直接指示各工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)容器、塔、槽、箱等容器內(nèi)介質(zhì)的高度。 玻璃管液位計(jì)沒有電信號(hào)，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)值遠(yuǎn)傳功能。 1.2靜電電容式液位計(jì)靜電電容式液位計(jì)是根據(jù)被測物的介電常數(shù)的不同來檢測水平的儀器，很多微小的電極分布在絕緣檢測棒的測量方向上，微小電容檢測電路構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，在水平變化時(shí)計(jì)算其高度。 電容式液位計(jì)采用浸漬檢測法，液體流動(dòng)引起的顯著誤差，微電容檢測網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字處理電路也受外界條件的影響非常顯著。 1.3超聲波液位計(jì)1.3.1超聲波水平發(fā)射器利用換能器中的壓電晶體發(fā)射超聲波，接收水平表面反射的回波，通過測量超聲波發(fā)射和接收的時(shí)間間隔計(jì)算超聲波的發(fā)射距離，完成水平的正確測量。 超聲波液位計(jì)1.3.1.1非接觸式測定，具有能夠測定普通液體、漿料、固體等介質(zhì)和腐蝕性液體特征的1.3.1.2測定范圍廣，通常能夠測定0.25~60m的范圍，達(dá)到125m的產(chǎn)品也有1.3.1.3測定不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性的影響， 一定范圍的內(nèi)容器中的壓力也不影響測量的1.3.1.4測量精度高，大約在0.1~0.25%之間，可以利用1.3.1.5雙線式傳輸系統(tǒng)的DC24V電源，可以具有HART、PROFIBUS-PA等類型的現(xiàn)場總線。 1.3.2但超聲液位計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中也存在問題，如泡沫、粉塵、霧、多層時(shí)不能準(zhǔn)確測量。 此外，實(shí)現(xiàn)一致性的要求也特別高，一般不能。 1.4 WNA靜磁柵尺是由磁性鋼構(gòu)成的磁柵代碼陣列和由霍爾開關(guān)元件構(gòu)成的霍爾代碼陣列協(xié)調(diào)動(dòng)作。 磁柵編碼陣列和空穴編碼陣列形成了這個(gè)傳感器的兩個(gè)必要單元。 其中磁柵編碼陣列單元為“ 靜磁柵源” 霍爾編碼陣列單元為“ 靜磁柵尺” “ 靜磁柵源” 保持一定的差距“ 靜磁柵尺” 如果軸線表面移動(dòng)，“ 靜磁柵尺” 實(shí)時(shí)分析毫米級(jí)顯示值誤差的位移量數(shù)字信號(hào)。 機(jī)制是“ 游標(biāo)卡尺” 游標(biāo)卡尺1毫米的刻度可以分辨出0.02毫米，分辨率提高了50倍。 磁柵碼的排列間距和霍爾碼的排列間距不同，在游標(biāo)卡尺上下的差動(dòng)滑動(dòng)尺度那樣的不同尺度下，經(jīng)過反復(fù)的算法，靜柵碼的分辨率在0.25以下。 請(qǐng)注意，霍爾編碼陣列元件只有開和關(guān)兩種狀態(tài)。 由于物理位置不同，每個(gè)霍爾開關(guān)元件包含不同的位置信息，通過計(jì)算機(jī)的高速掃描識(shí)別，“ 空間直線位置代碼” 無論范圍的長度如何，只要保證安裝精度，即可獲得非常小的顯示值誤差。 幾乎不受外部溫度、濕度、雜散磁場、電磁干擾等影響。 綜合以上描述和使用經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)了以上4種傳感器的比較清單: 2、現(xiàn)場液位計(jì)的現(xiàn)狀:進(jìn)料工序是制絲生產(chǎn)的重要工序，進(jìn)料精度直接影響煙草的吸味和口感。 長期以來，作業(yè)人員在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)通過手工調(diào)查加料罐內(nèi)液位的變化來進(jìn)行判斷，但是流量計(jì)的計(jì)量存在問題，無法保持加料精度，影響了香煙的吸味和口感。 由于現(xiàn)場液位計(jì)存在偏差，無法比較和控制這些原因?qū)е氯藶殄e(cuò)誤和流量計(jì)的計(jì)量不容許，因此加料不合格的概率大幅增加。 現(xiàn)場液位測量和控制中，基本上是罐內(nèi)液位的精密檢查。 這種液位控制度高，溫度高，有攪拌現(xiàn)象，有揮發(fā)性，有泡沫。 由于這樣的理由，現(xiàn)場以前曾嘗試過靜電電容式和超聲波液位計(jì)等液位計(jì)，但由于存在檢查不正確的問題，所以不涉及控制。 另外，在現(xiàn)場加入材料、加入香味的配管，由于與裂谷直接相連，因此可能會(huì)因閥的誤動(dòng)作而導(dǎo)致材料泄漏，或者因?yàn)橐郧伴y沒有位置，材料液體進(jìn)入裂谷或泄漏。 但是，以前由于現(xiàn)場液位計(jì)不參與控制，發(fā)生這種情況時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。 針對(duì)現(xiàn)場現(xiàn)狀，總結(jié)了以往液位測量設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)，分析了當(dāng)前液位測量領(lǐng)域各測量儀器的性能，改進(jìn)了Wnt靜磁柵液位計(jì)，然后在莖供給和葉供給處進(jìn)行了試驗(yàn)。 3.1 WNA靜磁柵尺的改進(jìn)Wnt靜磁柵尺改進(jìn)后的安裝對(duì)象如下: Wnt靜磁柵以前用于運(yùn)動(dòng)物體的位置檢測，Wnt靜磁柵源只要固定在被測物體上即可。 根據(jù)被測量物的移動(dòng)來檢測移動(dòng)位置。 為了用液位進(jìn)行檢測，在液體罐外安裝玻璃管與液體罐連通。 這就是旁路玻璃管，將Wnt靜磁柵源變成浮子式靜磁柵源(我們簡稱浮子)放入旁路玻璃管中。 我們?cè)O(shè)計(jì)浮子，兩端粗中間細(xì)形狀，粗端不規(guī)則，只有三點(diǎn)與玻璃管接觸，減小浮子在旁通玻璃管上的阻力，液位變化時(shí)“ 靜磁柵源” 即“ 浮動(dòng)” 可根據(jù)液位的變化在旁通管內(nèi)自由移動(dòng)，因此測量誤差變小。 靜磁柵尺可支持輸出4-20 (或0-29ma、1-5v、0-5v、1-10v等)毫安的模擬信號(hào)，也可連接Devicenet、Profobus等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 3.2靜磁柵液位計(jì)的優(yōu)點(diǎn):靜磁柵液位計(jì)是一種新型的液位傳感器。 采用靜磁柵原理工作，直接輸出液位數(shù)據(jù)，無需振蕩器單元。 具有量程長、分辨率適度、無接觸等特點(diǎn)，停電后可長時(shí)間保存液位數(shù)據(jù)。 耐沖擊、防水、耐油、粉塵、防污染、不怕泡沫、閱讀直觀、具有多種輸出信號(hào)，與現(xiàn)場現(xiàn)有控制網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系方便、易于維護(hù)更換等性能成為液位檢測和控制的設(shè)備。 靜磁柵源和靜磁柵均以非接觸方式工作，分辨率為1mm，使用環(huán)境溫度為-20℃~100℃，耐沖擊性約為50g。 實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)更加突出，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，測量和信號(hào)轉(zhuǎn)換一體化，無需外接信號(hào)轉(zhuǎn)換，功率和信號(hào)采用三線或四線布線方式，特別是與PLC控制系統(tǒng)的連接方便，機(jī)柜直接供電24V，為實(shí)現(xiàn)提供了非常方便的條件。 3.3靜磁柵液位計(jì)的應(yīng)用:靜磁柵液位計(jì)的輸出信號(hào)可以直接發(fā)送給現(xiàn)場的PLC，在進(jìn)給和進(jìn)給過程中應(yīng)用。 槽形狀為u字，zui底部無法測量8KG的液體，上面是均勻的圓柱，在此范圍內(nèi)靜磁柵的刻度不變1mm，槽水平變化1.1KG。 在進(jìn)給過程中，△L=LL-LC-K L%=(△L/LL)*100% LL=理論上輸送至容器的液體重量/1.1 K= (底部不可測液體重量8KG進(jìn)給管路的液體重量)/1.1注:靜磁柵規(guī)的讀取值每變化1mm，容器內(nèi)的液體重量變化1.1kg。 在此，LL是理論液位，LC是測定液位即靜磁柵規(guī)的讀取值，k是校正系數(shù)(一定值)。 由于輸送流量大到1800KG/H，無法測量輸送管路和罐底部的材料液體，因此在輸送開始30S后，PLC程序每5秒讀取罐的液位，開始計(jì)算、比較。 對(duì)某時(shí)刻讀入PLC的數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算比較，發(fā)現(xiàn)L%>； ±； 0.5%時(shí)，系統(tǒng)在發(fā)出精度低的警報(bào)信號(hào)的同時(shí)，在收集的計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場的計(jì)算機(jī)上顯示警報(bào)信息。 L%>； ±； 1%系統(tǒng)發(fā)出低精度停車信號(hào)，停止設(shè)備，同時(shí)在收集計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場計(jì)算機(jī)上顯示警報(bào)信息，通知維護(hù)人員檢查。 進(jìn)給全過程的數(shù)據(jù)變化也保存在收集數(shù)據(jù)庫中，隨時(shí)可以調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 輸送控制信息框圖在輸送過程中，△L=實(shí)際材料量-(LC0-LC1-K)*1.1 L%=(△L/實(shí)際材料量) *100%注:1.靜止標(biāo)尺的讀取值每次變化1mm，罐內(nèi)的材料液的重量變化為1.1kg. 3.4實(shí)際材料量為質(zhì)量流量計(jì)所示的重量， LC0是輸送前的靜止標(biāo)度的讀取值，LC1是輸送過程中某時(shí)刻的靜止標(biāo)度的讀取值，k是作為校正系數(shù)的輸送管路的材料液體的重量(值)。 剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)闊熑~的流量少，材料量也少，達(dá)不到靜磁格子液位計(jì)的檢測精度，無法與讀取進(jìn)行比較。 煙葉流量達(dá)到設(shè)定值后，PLC程序每60秒開始讀取、計(jì)算、比較罐內(nèi)的液位。 對(duì)某時(shí)刻讀入PLC的數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算比較，發(fā)現(xiàn)L%>； ±； 1%時(shí)，系統(tǒng)在發(fā)出精度低的警報(bào)信號(hào)的同時(shí)，在收集的計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場的計(jì)算機(jī)上顯示警報(bào)信息。 L%>； ±； 2%，經(jīng)過10S的延遲后，系統(tǒng)發(fā)出低精度停車信號(hào)，停止設(shè)備，同時(shí)向集中管理計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場計(jì)算機(jī)顯示警報(bào)信息，通知維護(hù)人員檢查。 進(jìn)給全過程的數(shù)據(jù)變化也保存在收集數(shù)據(jù)庫中，隨時(shí)進(jìn)行逐批充要狀況的數(shù)據(jù)分析，可以判斷充要系統(tǒng)是否健全。 充電控制信息框圖4，結(jié)論靜磁柵液位計(jì)允許監(jiān)測和控制罐中的材料液體和充電設(shè)備。 有故障立即發(fā)出警報(bào)和停止，減少質(zhì)量事故的發(fā)生，提高供應(yīng)質(zhì)量。 蕞近3個(gè)月的運(yùn)行，靜磁柵液位計(jì)能夠滿足生產(chǎn)中的計(jì)量和控制要求，達(dá)到了我們這次改造的目的，但部分細(xì)節(jié)還需要進(jìn)一步完善。

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