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遠(yuǎn)傳型丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)的工作原理及其應(yīng)用前景
一、前言
丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)在本單位的各種罐體及其它容器的液位測(cè)量中有著大量的應(yīng)用,具有測(cè)量穩(wěn)定,安裝簡(jiǎn)單、檢修方便等諸多優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)液位的現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)顯示,通過加裝遠(yuǎn)傳信號(hào)部分的裝置,操作人員在中控室也可以方便地觀測(cè)與記錄液位變化數(shù)據(jù)。本廠在2004年度硝區(qū)大修時(shí),冷凍工段1#-15#工段的氨蒸發(fā)器新裝了15臺(tái)帶遠(yuǎn)傳輸出的丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)。就地指示儀表型號(hào)為UHZ,是普通型的標(biāo)準(zhǔn)磁翻板式液位計(jì)配置,丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)外部顯示器顯示直觀,紅白顏色的顯示翻板非常醒目,工藝人員讀數(shù)很方便。通過加裝型號(hào)為的4-20mA遠(yuǎn)傳信號(hào)變送器,其原理和結(jié)構(gòu)均新穎、簡(jiǎn)單而可靠。儀表投運(yùn)二個(gè)多月,運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,取得非常滿意的效果。本文通過這一實(shí)際案例作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹說明。
二、技術(shù)參數(shù)
丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)遠(yuǎn)傳變送器的技術(shù)參數(shù)如下:測(cè)量原理干簧管-電阻鏈-磁藕式測(cè)量范圍300-8000mm
準(zhǔn)確度士1 Omm
回差士10mm
輸出信號(hào)4 ~20 mA D,C(二線制)
負(fù)載能力600功耗1. OW
環(huán)境溫度-40 ~+80℃
防護(hù)等級(jí)IEC IP65
電源電壓14 ~40V D. C
遠(yuǎn)傳距離max 10 km
電纜接頭防水型M16X 1. 5內(nèi)螺紋
隔爆型M20X 1. 5內(nèi)螺紋
防爆等級(jí)本安型ib IIBT4(須與齊納安全柵配合使用)
隔爆型d IIBT4
三、液位變送器工作原理
遠(yuǎn)傳型丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì) LB型液位變送器由液位傳感器和轉(zhuǎn)換模塊組成?! ?
液位傳感器是由一組干簧和電阻鏈構(gòu)成。干簧管J和電阻R的電氣連接如圖
干簧管和電阻每隔20mm一組,等距離地安裝在一根不銹鋼管內(nèi)。全部電阻的阻值均是相同的,即:Rl=R2=R3…….=Rn。電阻的數(shù)量由液位測(cè)量范圍(即標(biāo)尺的長度)來決定。例如測(cè)量范圍為1200mm時(shí),則R阻的個(gè)數(shù)n為n – 1200/20=60(個(gè))
液位傳感器與丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)并列安裝在浮筒一側(cè),同處于磁性浮子的磁藕系統(tǒng)中。當(dāng)磁性浮子隨液位上下移動(dòng)時(shí),對(duì)應(yīng)高度的干簧管受磁場(chǎng)
作用而吸合使電阻鏈的阻值,即圖1的a, b點(diǎn)呈現(xiàn)的阻值Rab發(fā)生變化。例如當(dāng)液位處于*低位置,JO吸合,全部電阻被JO短路,Rab為0;當(dāng)液位為*高位置,Jn吸合,Rab為n個(gè)電阻串聯(lián)的總和。亦即:液位為0%時(shí),Rab =0,液位為10000時(shí),Rab為*大?! ?
轉(zhuǎn)換模塊實(shí)際上是一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量電阻值的電路,由卿V(電阻/電壓)轉(zhuǎn)換電路、V/I(電壓/電流)轉(zhuǎn)換電路和零位、量程調(diào)整電路構(gòu)成。框圖如圖2所示。
來自液位傳感器的對(duì)應(yīng)液位高度的電阻信號(hào),進(jìn)人圖2所示的a, b端,經(jīng)處理后*終輸出4-20mA DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)?! ?br />
四、調(diào)校
調(diào)校工作非常簡(jiǎn)單。
由于傳感器與丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)處于同一磁藕系統(tǒng)中,且測(cè)量范圍是一致的,因此可利用丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)的標(biāo)尺刻度進(jìn)行調(diào)校。調(diào)校時(shí),只需用一塊磁鋼,靠近標(biāo)尺上待校點(diǎn)的位置,再調(diào)整轉(zhuǎn)換模塊的輸出,使之對(duì)應(yīng)即可。當(dāng)磁鋼靠近標(biāo)尺0 mm刻度時(shí),調(diào)整“零位”電阻,使輸出為4mA,再把磁鋼靠近標(biāo)尺的100%位置處,調(diào)整“量程”電阻,使輸出為20mA。如此反復(fù)調(diào)整三次,調(diào)校工作即告完成。
五、與常用液位計(jì)比較
測(cè)液位的方法和測(cè)液位的儀表類型很多,在此僅與常見的,用得*為廣泛的靜壓法液位測(cè)量儀表進(jìn)行比較。
5.1誤差
使用差壓變送器利用靜壓原理測(cè)液位,要考慮被測(cè)介質(zhì)的密度和氣相的負(fù)遷移問題。當(dāng)實(shí)際工況使介質(zhì)處于臨界沸騰狀態(tài),其密度是一個(gè)變數(shù);或當(dāng)幾種成份構(gòu)成的混合液其濃度發(fā)生變化,密度也會(huì)隨之改變;未使用負(fù)遷移時(shí),氣相引壓管內(nèi)積液,或采用了負(fù)遷移,而積液筒內(nèi)液體蒸發(fā)或流失時(shí),都會(huì)出現(xiàn)誤差。這些誤差的出現(xiàn)在時(shí)間上是不可預(yù)知的,在數(shù)值上是不固定的,有時(shí)誤差的百分?jǐn)?shù)可大到2位數(shù)以上?! ?
而LB液位變送器測(cè)液位,不受介質(zhì)密度的影響,不存在負(fù)遷移問題,誤差固定為士10mm,對(duì)于小量程的液位測(cè)量系統(tǒng)(如0-500mm范圍)來說雖稍大,約士200,但其誤差卻是固定不變的。而對(duì)于大范圍的液位測(cè)量,其誤差則很小,例如對(duì)于0 ~2m,其誤差僅士0.500}
5.2工作量
一個(gè)丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)和一臺(tái)差壓變送器安裝要4個(gè)法蘭,而這套系統(tǒng)僅要2個(gè)法蘭,同時(shí)少在設(shè)備上開孔,對(duì)設(shè)備是有益的。同時(shí)清除因丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)和差壓變送器取源位置不一致,造成2種液位計(jì)的液位百分讀數(shù)不一致給工藝人員帶來的不便。調(diào)校與日常維護(hù)簡(jiǎn)便。
5.3價(jià)格
LB遠(yuǎn)傳變送器和丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)不到8, 000. 00元,而單是一臺(tái)中等質(zhì)量的EJA -118雙法蘭變送器就高達(dá)150, 00. 00元。
六、結(jié)語
化工過程裝置中靜設(shè)備的液位測(cè)量系統(tǒng)很多,這套遠(yuǎn)傳型丙烷儲(chǔ)罐液位計(jì)測(cè)量系統(tǒng)可廣泛地大量推廣應(yīng)用。