摘要:本文列舉了一些常用液位計，在分析各種液位計的原理、特點和局限性的基礎上，選擇并改進了適用于我廠的新型液位計<； br/>； 靜磁格標準液位計。 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、順利運行和環(huán)境改善的重要手段。 現(xiàn)代企業(yè)對流量計量的要求越來越高，主要反映在準確性、可靠性、及時性和自動化水平等方面。 1、常用的幾種液位測量方法簡要說明:1.1玻璃管液位計是歧管的原理，玻璃管液位計的上下閥與容器連接構成歧管，可通過玻璃管直接讀取容器內介質液位的高度。 儀表兩端有針閥，針閥中有鋼球，玻璃管因事故破裂時，鋼球會在容器內液體的壓力下自動關閉液流通道，以免容器內的介質流出。 玻璃管液位計是現(xiàn)場直讀式儀表，主要用于直接指示各工業(yè)系統(tǒng)內容器、塔、槽、箱等容器內介質的高度。 玻璃管液位計沒有電信號，不能實現(xiàn)數(shù)值遠傳功能。 1.2靜電電容式液位計靜電電容式液位計是根據(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成網(wǎng)絡，在水平變化時計算其高度。 電容式液位計采用浸漬檢測法，液體流動引起的顯著誤差，微電容檢測網(wǎng)絡和數(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)射和接收的時間間隔計算超聲波的發(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，達到125m的產(chǎn)品也有1.3.1.3測定不受介質密度、介電常數(shù)、導電性的影響， 一定范圍的內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但超聲液位計在實際應用中也存在問題，如泡沫、粉塵、霧、多層時不能準確測量。 此外，實現(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成的磁柵代碼陣列和由霍爾開關元件構成的霍爾代碼陣列協(xié)調動作。 磁柵編碼陣列和空穴編碼陣列形成了這個傳感器的兩個必要單元。 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，“ 靜磁柵尺” 實時分析毫米級顯示值誤差的位移量數(shù)字信號。 機制是“ 游標卡尺” 游標卡尺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，在游標卡尺上下的差動滑動尺度那樣的不同尺度下，經(jīng)過反復的算法，靜柵碼的分辨率在0.25以下。 請注意，霍爾編碼陣列元件只有開和關兩種狀態(tài)。 由于物理位置不同，每個霍爾開關元件包含不同的位置信息，通過計算機的高速掃描識別，“ 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，我們總結了以上4種傳感器的比較清單: 2、現(xiàn)場液位計的現(xiàn)狀:進料工序是制絲生產(chǎn)的重要工序，進料精度直接影響煙草的吸味和口感。 長期以來，作業(yè)人員在進行生產(chǎn)時通過手工調查加料罐內液位的變化來進行判斷，但是流量計的計量存在問題，無法保持加料精度，影響了香煙的吸味和口感。 由于現(xiàn)場液位計存在偏差，無法比較和控制這些原因導致人為錯誤和流量計的計量不容許，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等液位計，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，因此可能會因閥的誤動作而導致材料泄漏，或者因為以前閥沒有位置，材料液體進入裂谷或泄漏。 但是，以前由于現(xiàn)場液位計不參與控制，發(fā)生這種情況時，不能及時發(fā)現(xiàn)，導致質量事故的發(fā)生。 針對現(xiàn)場現(xiàn)狀，總結了以往液位測量設備的使用經(jīng)驗，分析了當前液位測量領域各測量儀器的性能，改進了Wnt靜磁柵液位計，然后在莖供給和葉供給處進行了試驗。 3.1 WNA靜磁柵尺的改進Wnt靜磁柵尺改進后的安裝對象如下: Wnt靜磁柵以前用于運動物體的位置檢測，Wnt靜磁柵源只要固定在被測物體上即可。 根據(jù)被測量物的移動來檢測移動位置。 為了用液位進行檢測，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。 我們設計浮子，兩端粗中間細形狀，粗端不規(guī)則，只有三點與玻璃管接觸，減小浮子在旁通玻璃管上的阻力，液位變化時“ 靜磁柵源” 即“ 浮動” 可根據(jù)液位的變化在旁通管內自由移動，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，也可連接Devicenet、Profobus等網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸。 3.2靜磁柵液位計的優(yōu)點:靜磁柵液位計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，停電后可長時間保存液位數(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，與現(xiàn)場現(xiàn)有控制網(wǎng)絡聯(lián)系方便、易于維護更換等性能成為液位檢測和控制的設備。 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。 實現(xiàn)優(yōu)點更加突出，體積小，結構緊湊，測量和信號轉換一體化，無需外接信號轉換，功率和信號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，機柜直接供電24V，為實現(xiàn)提供了非常方便的條件。 3.3靜磁柵液位計的應用:靜磁柵液位計的輸出信號可以直接發(fā)送給現(xiàn)場的PLC，在進給和進給過程中應用。 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，在此范圍內靜磁柵的刻度不變1mm，槽水平變化1.1KG。 在進給過程中，△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，開始計算、比較。 對某時刻讀入PLC的數(shù)值進行運算比較，發(fā)現(xiàn)L%>； ±； 0.5%時，系統(tǒng)在發(fā)出精度低的警報信號的同時，在收集的計算機和現(xiàn)場的計算機上顯示警報信息。 L%>； ±； 1%系統(tǒng)發(fā)出低精度停車信號，停止設備，同時在收集計算機和現(xiàn)場計算機上顯示警報信息，通知維護人員檢查。 進給全過程的數(shù)據(jù)變化也保存在收集數(shù)據(jù)庫中，隨時可以調用進行數(shù)據(jù)分析。 輸送控制信息框圖在輸送過程中，△L=實際材料量-(LC0-LC1-K)*1.1 L%=(△L/實際材料量) *100%注:1.靜止標尺的讀取值每次變化1mm，罐內的材料液的重量變化為1.1kg. 3.4實際材料量為質量流量計所示的重量， LC0是輸送前的靜止標度的讀取值，LC1是輸送過程中某時刻的靜止標度的讀取值，k是作為校正系數(shù)的輸送管路的材料液體的重量(值)。 剛開始運轉時，因為煙葉的流量少，材料量也少，達不到靜磁格子液位計的檢測精度，無法與讀取進行比較。 煙葉流量達到設定值后，PLC程序每60秒開始讀取、計算、比較罐內的液位。 對某時刻讀入PLC的數(shù)值進行運算比較，發(fā)現(xiàn)L%>； ±； 1%時，系統(tǒng)在發(fā)出精度低的警報信號的同時，在收集的計算機和現(xiàn)場的計算機上顯示警報信息。 L%>； ±； 2%，經(jīng)過10S的延遲后，系統(tǒng)發(fā)出低精度停車信號，停止設備，同時向集中管理計算機和現(xiàn)場計算機顯示警報信息，通知維護人員檢查。 進給全過程的數(shù)據(jù)變化也保存在收集數(shù)據(jù)庫中，隨時進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，結論靜磁柵液位計允許監(jiān)測和控制罐中的材料液體和充電設備。 有故障立即發(fā)出警報和停止，減少質量事故的發(fā)生，提高供應質量。 蕞近3個月的運行，靜磁柵液位計能夠滿足生產(chǎn)中的計量和控制要求，達到了我們這次改造的目的，但部分細節(jié)還需要進一步完善。

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