1 問題的提出

    1992年2月．在我廠新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，對(duì)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(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號(hào)和上下限報(bào)警信號(hào)等，以便與其他儀表組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2 選擇儀表

     根據(jù)上述設(shè)計(jì)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(jì)，這種儀表的性能基本符合以上要求。其測量傳感器為非接觸式，安裝相當(dāng)方便，安全防爆級(jí)別為（EExib）ⅡC液位測量范圍廣，zui大可達(dá)20m，通過接口（ZA一670）可方便地與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，每計(jì)算機(jī)可管理64臺(tái)轉(zhuǎn)換器，即64個(gè)液位測量點(diǎn)，相對(duì)降低了成本。在計(jì)算機(jī)中，通過鍵盤設(shè)置或修改所需的各個(gè)參數(shù)，用功能鍵切換哂面，以模擬光柱顯示貯槽液位；或根據(jù)液位顯示的包絡(luò)線，觀察信號(hào)及干擾情況，從而找出測量存在的問題，進(jìn)一步還可以消除多達(dá)l0個(gè)固定干擾產(chǎn)生的干擾回波，（如反應(yīng)釜中攪拌漿或罐內(nèi)的支柱等對(duì)測量的影響）；對(duì)不規(guī)則容器的液位測量，用30點(diǎn)的折線將其線性化，以體積值或重量值顯示出來；對(duì)于參數(shù)設(shè)置或測量中出現(xiàn)的問題，以錯(cuò)誤代碼的形式表達(dá)出來。因此人機(jī)對(duì)話很方便。

3 儀表組成

傳感器DU一60Z 安裝在貯槽上

轉(zhuǎn)換器FMU一678 安裝在l9 安裝架上

接口ZA一670 安裝在l9 安裝架上

電源NT一470 安裝在l9 安裝架上

計(jì)算機(jī)ALR一286

打印機(jī)LQ一1600K

4 測量原理

    超聲渡測量液位的原理并不復(fù)雜，E+H 超聲波液位計(jì)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渡信號(hào)，根據(jù)發(fā)射與接收所需要的時(shí)間t，乘以聲速，就可確定超聲信號(hào)傳播的距離，即所測液位L=Cx 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(bǔ)償因子為0．6／℃，因此校正后空氣的聲速為C=331.6+6×T （M／S），其中T為傳感器DU一60中用于補(bǔ)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(shí)，我們以水代替物料進(jìn)行標(biāo)定，測得值較準(zhǔn)，但實(shí)際使用后發(fā)現(xiàn)測量誤差較大，有的貯槽測得值高于實(shí)際值，有的則低予實(shí)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(duì)測量值產(chǎn)生疑問。經(jīng)分析，儀表沒有問題，問題出在聲速上，影響聲速c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(gè)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(bǔ)償因子，代人后，測得值比較準(zhǔn)確，另有部分理論值以試驗(yàn)的方法，用測量值與實(shí)際值比較，計(jì)算出聲速c與溫度補(bǔ)償因子，去修正聲速。經(jīng)過這樣處理后，測量值與實(shí)際值基本砌臺(tái)，達(dá)到儀表的精度，得到項(xiàng)目驗(yàn)收部門的認(rèn)可。

   ②前年，生產(chǎn)車問所映有一個(gè)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(shí)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(fù)正常測量，至今二年多時(shí)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(yùn)行，個(gè)別單元儀表出現(xiàn)一些故障，對(duì)此我們正在研究中。

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