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品質型液位計——最新低溫介質液位測量技術

發佈時間:2017-09-13 18:16:13  |  來源:中華網  |  作者:   |  責任編輯:科學頻道

一、 傳統低溫介質液位測量方法概述

1、浮子式液位計

僅限于在小型立式低溫容器上使用,如杜瓦瓶和迷你罐。該型液位計結構簡單、成本低,但測量精度太差,且容易失效,需要頻繁更換。

2、伺服式或雷達式液位計

只在常壓環境下的大型儲槽上使用。該類型液位計測量準確,還能測出不同高度方向的密度。但結構複雜,造價太高,適合高價值的儲槽。

3、電容式液位計

目前僅在LNG車用瓶上使用,有在其他低溫容器上使用的潛力。該種原理的液位計適合在臥式容器中使用,準確度比差壓型液位計高,但仍然受到介質組分變化和溫度變化的影響。

4、差壓型液位計

這是一種得到低溫行業廣泛使用的液位計,其原理是通過測量氣相和液相的微小靜壓差並轉化為液位高度的一種方法。顯然,該原理測量的精確度受介質組分變化和溫度變化的影響,穩定工作的前提條件是壓力穩定和液面平靜。在罐體補液作業和卸液作業時或罐體晃動的情況下,差壓型液位計則不能正常工作,有時還可能會損壞差壓液位計的感測器和微壓力錶。假液位、冰堵、泄漏是差壓液位計不可避免的麻煩事。

5、品質型液位計

是近兩年剛剛出現的一種新産品,它克服了上述四種液位計的缺點,可廣泛使用在各種低溫介質的各類容器上。以下內容就是對這種液位計的介紹。

二、 什麼是品質型液位計?

品質型液位計是由DeleeTech(北京鼎力華業測控儀錶公司)創新研發的一種低溫介質測量儀錶,可直接準確、實時測量並顯示罐內低溫介質的品質(也可顯示品質百分比),測量結果不受介質組分變化和溫度變化的影響。該液位計由品質型感測器、同軸電纜、電極引出器、鎧裝電纜、帶液晶顯示屏的變送器等部件組成。

三、 品質型液位計的性能特點

1. 測量準確度遠高於差壓型液位計,方便進、銷、存的業務管理,可作為配送和結算的參考;

2. 容易實現電信號傳輸,有直接輸出介面,無需另行安裝變送器;

3. 穩定性好。不受組分和溫度變化的影響,且在液面波動及壓力波動的情況下仍能實時顯示液位;

4. 使用中不需要做任何操作,不存在誤操作而損壞儀錶的風險,滿足實時測量的要求。而差壓型液位計在使用中需要正確操作,如操作不是按照“先開平衡閥,後開氣相管(低壓側)、液相管(高壓側)閥門,再關閉平衡閥,等待儀錶數據穩定後讀取”的操作次序,就會有損壞儀錶的風險或等待很長時間才能讀取數據的麻煩。

5. 可靠性比較高。沒有類似差壓液位計上的波紋管、膜片、彈簧、連桿機構及波登管等薄弱可動元件,因此品質型液位計耐震動、使用壽命長,尤其適合在罐車、集裝箱、杜瓦瓶等移動容器上使用。

6. 品質型液位計沒有引壓管,因此不會出現虛假液位。差壓液位計需要氣相和液相引壓管,採用這種間接測量原理決定了在補液和用液的迴圈中,會産生虛假液位,干擾操作人員正確讀取液位數據。

7. 不會出現冰堵或泄漏等失效風險。品質型液位計沒有氣相和液相引壓管,也沒有針閥和截止閥,因此沒有冰堵或泄漏等失效風險。而差壓液位計的氣相和液相引壓管直徑非常小,還有多個針閥和截止閥與之相配合,它們之間都有連介面,容易産生冰堵或泄漏從而導致差壓液位計失效等問題。

8. 大屏寬溫液晶設計,IP67防水結構,無按鍵技術,滿足全天候戶外環境使用條件。

9. 抗干擾電路,本安防爆設計,帶隔爆表殼,適用複雜電磁環境和防爆環境。

四、品質型液位計的測量精確度

通過與磅秤進行對比試驗,測量精度在0.2%fs~2.0%fs。

在15%~100%液位範圍內,測量精度不低於0.5%fs。

以195L的杜瓦瓶為例,經多家企業稱重對比試驗發現,在液氮充裝至滿瓶的6次測試對比中,其最大絕對誤差值不超過1.5kg。

五、品質型液位計有哪些功能

◎可直接就地顯示罐內品質或品質百分比;

◎可自帶電源持續工作2~3年;

◎可提供設備的位置資訊,運作軌跡;

◎可有線輸出4~20mA的信號或485信號,能無線輸出GPRS信號;

◎可就地調校或遠端調校;

◎可自行診斷故障;

◎可設置高低液位報警限制;

◎測量介質可變更;

◎可實現雙向通訊。

六、品質型液位計適用的介質和設備種類

七、 品質型液位計的工作原理

採用新型的射頻阻抗電路及向量測量方法,工作原理如下圖:

上圖中,虛部映與液位相關的電容參數,實部反映與介質溫度相關的電導參數,通過發射高頻信號並接受回波,再由嵌入式微處理器把多個參量進行運算後,得到不依賴溫度的變化而變化的溫度的補償系數和不隨介質組分變化而變化的介質組分補償系數,最終合成得到罐內準確的品質數值,並在此原理的基礎上開發了品質型液位計。數字顯示屏可以直接顯示儲罐內介質的品質(或容積百分比或品質百分比)。該技術已經在2014年的LNG船用罐中率先應用。測量精度不受液面波動的影響,不受介質組分變化的影響,不受介質溫度變化的影響。

八、品質型液位計如何安裝?

在低溫容器製造時,品質型液位計由設備生産企業安裝、調試後出廠,用戶不需要再做任何安裝或調試工作。在設備生産企業的安裝示意圖如下:

1. 杜瓦瓶、迷你罐用品質型液位計的安裝

2. 臥式、立式儲罐、罐箱用品質型液位計的安裝