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技術(shù)文章
全面分析下物位液位測量儀表的優(yōu)劣對比
閱讀次數(shù)：769 發(fā)布時間：2020/3/14 10:20:06
全面分析下物位液位測量儀表的優(yōu)劣對比
在工業(yè)生產(chǎn)過程中測量液位、固體顆粒和粉粒位，以及液-液、液-固相界面位置的儀表。一般測量液體液面位置的稱為液位計，測量固體、粉料位置的稱為料位計，測量液-液、液固相界面位置的稱為相界面計。在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用物位測量儀表，測量鍋爐水位的液位計就是一例。發(fā)電廠大容量鍋爐水位是十分重要的工藝參數(shù)，水位過高、過低都會引起嚴(yán)重安全事故，因此要求準(zhǔn)確地測量和控制鍋爐水位。水塔的水位、油罐的油液位、煤倉的煤塊堆積高度、化工生產(chǎn)的反應(yīng)塔溶液液位等，都需要采用物位測量儀表測量。下面來分析下物位和液位測量儀表的優(yōu)劣對比
接觸式測量
接觸式測量
接觸式測量是從鋼帶浮子液位計為開端，以各種方式精確測量浮子距離而演化到各種現(xiàn)代化儀表 如 伺服式、磁致伸縮式等等鋼帶浮子式：最早期的液位計，現(xiàn)今都面臨著更新?lián)Q代 工作原理 浮子受浮力浮在介質(zhì)表面，通過變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值，液位上升或下降破壞了力平衡后，浮子也跟隨上升下降，帶動鋼帶運(yùn)行。 理論精度在2-3mm左右 安裝復(fù)雜，可靠性較低，由于機(jī)械部件多，很容易發(fā)生鋼帶卡死不動的情況。 光纖式即將鋼帶液位通過光碼盤讀出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。
磁致伸縮型
磁致伸縮型工作原理探棒上端電子部件產(chǎn) 生低壓電流脈沖，開始計時，產(chǎn)生磁場沿磁致伸縮線向下傳播，浮子隨著液位變化沿測量竿上下移動，浮子內(nèi)有磁鐵，也產(chǎn)生磁場，兩個磁場相遇，磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，脈沖速度已知，計算脈沖傳播時間即對應(yīng)液位精確變化。（電流以光速運(yùn)行，所以其傳播時間與力波時間相比可忽略）精度最高能夠達(dá)到1mm 優(yōu)缺點(diǎn)分析 磁致伸縮液位精度較高，可測油水分界面但由于其接觸的測量方式和較高的安裝、維護(hù)要求導(dǎo)致市場普及不廣。
伺服式液位計
伺服式液位計是最近比較成功的新型液位計，主要應(yīng)用在輕油品的高精度測量中。與雷達(dá)液位計形成比較強(qiáng)的競爭。 基本原理同鋼帶式液位計，但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過考慮鋼帶自身重力，精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力，得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度，以得到液位值。精度高，能夠達(dá)到1mm，滿足計量級要求。使用于平靜的輕質(zhì)無腐蝕性液體。安裝調(diào)試比較麻煩，同樣有接觸式液位計的各種不利因素價格高昂
靜壓式液位計
靜壓式液位計比較特殊，其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過測量液體底部的壓力來折算液位高度。 P＝ρgh （P 壓強(qiáng)）由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大，所以常常精度比較差，而為消除這些影響，需要很多其他測試儀表，結(jié)果搭建一套完善的靜壓測量系統(tǒng)價格很高。
非接觸式測量
非接觸式測量通常采用發(fā)射能被所測介質(zhì)反射的波的形式進(jìn)行測量，利用已知的波傳播速度，通過直接或間接測量波的傳播時間來得到液面與測量儀表間的距離，進(jìn)而得到液位值。根據(jù)發(fā)射波種類有光波 激光液位計超聲波 超聲波液位計電磁波 雷達(dá)液位計
激光測量
激光式液位計采用激光干涉原理測距，理論上能夠達(dá)到很高的精度，但由于激光波長太小，很容易受到空氣中塵埃和蒸汽的影響，另外透鏡也不抗污染，所以很少用在工業(yè)現(xiàn)場。 實(shí)用的激光液位計精度也比較低，一般是量程的0.5%
雷達(dá)測量
雷達(dá)測量采用發(fā)射電磁波形式，由于所測介質(zhì)的介電常數(shù)均大于空氣和真空的1，由于介質(zhì)的不連續(xù)性，在空氣和液體分界面出就會出現(xiàn)反射現(xiàn)象，電磁波在空氣中傳播速度基本不受溫度影響，所以通過測量電磁波從發(fā)射到反射被接收之間的時間，就可以測出液位計離液面的高度，進(jìn)而得到液位值。雷達(dá)液位計又分兩大類，它們的具體測量原理并不相同。雷達(dá)物位計分類 脈沖式 調(diào)頻連續(xù)波方式（FMCW）
脈沖雷達(dá)測量
脈沖式雷達(dá)的原理和超聲波式基本一致。雷達(dá)發(fā)射短微波脈沖，脈沖在液面處被反射，雷達(dá)接收到反射回波通過信號處理，得到目標(biāo)距離。 R=c*(t1-t0)/2 市場上一般低價位的雷達(dá)液位計均為脈沖式，代表的有 KROHNE、siemens、E+H、VEGA等等精度：±5~10mm
調(diào)頻連續(xù)波方式（FMCW）
原理：線性掃頻，測頻等效于測時，得到電磁波傳播時間，進(jìn)而得到距離。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn) 精度高 可達(dá)± 0.5mm 抗干擾能力強(qiáng) 適用范圍廣 可用于腐蝕性、高溫高壓、不平靜液體 無移動部件，免維修，可靠性高 安裝方便 配置靈活 ，不同天線與雷達(dá)頭組合適用不同測量環(huán)境 國外雷高精度的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)在世界上以瑞典的SAAB公司的saab-pro系列和saab-rex系列為典型。 pro系列為控制級別的液位計，精度±3~10mm Rex系列是具有貿(mào)易交接認(rèn)證的±0.5mm精度液位計。也是當(dāng)今精度最高的雷達(dá)液位計。達(dá)液位計所有高端產(chǎn)品都采用調(diào)頻連續(xù)波方式，價格比較貴。
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