一种数字智能液位测量仪

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Ａｐｒ．２００４
一种数字智能液位测量仪
刘建兴１，李保安１，杨兴伟１，马云辉２
（１．双鸭山发电有限套司，黑龙江双噶山１５５１３６；２．哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔浃１５０００１）
摘要：为了准确地计量火电厂油区油罐油最，设计了一种新型液位仪，并介绍了该液位仪的构成、工作原理、特点和功能以及应用效果。

关键词：智能液位测量仪；储油罐；测量原理
中圈分类号：ＴＨ８６２文献标识码：Ｂ文章编号１００２一１６６３（２０Ｄ４）０２—０１５６一０３
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液位测量仪在生产和生活中非常普遍，常见
的如浮漂、玻璃管液位计、压力开关、压力变送器、超声波和雷达液位计等。

生活中的液位监视和生产过程的液位测控，可根据使用条件（如压力、温度、介质）、工艺要求和工况等较容易作出选择。

对于有计量要求的大型储罐，其储量计量是通过
人工检尺换算后得出的。

如１０００矗罐（１０ｍｍ为１ｔ，１ｍ约为１００ｋｇ），若检测仪表精度为０．１％，则测量误差为±１ｔ，而对２．ｏ×ｌ矿ｔ２０ｍ罐（１一为１０ｔ），其误差为２００ｔｏ目前，原油、成品油和其他液体的储运及港口、码头的交割计算仍采用人工登高检尺换算。

而国家一级钢卷尺的误差是±３．５ｘ１０一ｍ。

因此，提高液位检测精度一直是用户和研究人员的追求。

热电厂油区油罐油位的测量，对精度要求较高．具有计量、监控两种要求。

一方面由于油品涨价；另一方面为加强内部耗油的经济考核。

而高精度的计量不但利于内部管理，而且便于对计量进行监督，减少输入的亏空。

浮漂式测量，是纯机械直读式测量方法，也是生产规程要求而保存的一种方法，但作为唯一的监测手段是不够的。

在冬季．常出现浮漂卡死、断绳现象。

而标尺分度低，加之视读误差，２０ｍｍ内的油位变化也不易发现，其结果只能笔录，不能进入监控系统，不便生产管理。

值班人员在夜间和冬季巡视也极不方便。

１实际情况
双鸭山发电有限公司现有４台２００Ｍｗ机组，有两个ｌＯｏｏｍ３渣油储罐，油区属公司辅助部门，不象机、炉、电本体直接影响电力生产。

因此，设备改造投入少，自动化水平相对较低。

为了全面提高公司技术和管理水平，改善油区工作条件，减少值班员夜间工作强度，加强管理和用油考核，提高发电效益。

公司决定在资金允许情况下对油区油位测量系统进行技术改造。

从生产过程、控制和管理方面考虑，对油区油位测量有几点要求’ａ．大量程、高精度；ｂ．高分辩率；ｃ．无用油和进出油情况下，仪表数字显示稳定、不跳字；ｄ．防爆，免清罐安装。

收稿目期：２００３—０ｌ一０６。

作者简介：刘建拱（１９６６一），男，１９９４年毕业于东北电力学院燃料专业，工程师。

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第２６卷第２期黑龙江电力２００４年４月
由于双鸭山发电有限公司使用渣油，油品具有高温、粘稠等特点，普通物位测量如电容、导纳、钢带、超声波等测量方法不能发挥其作用，虽经多次尝试。

效果也不理想。

归纳、总结主要原因如下：ａ．压力变送器
因为液体粘稠影响传感效果，而大量程和高精度成为矛盾，在柴油罐中使用时，存在显示仪数字不稳、跳动等原因，不能满足生产要求。

ｂ．钢带液位计
钢带液位计是较常采用的较精确仪表，石化系统普遍应用，但存在两点不足：安装复杂，需清罐安装；东北冬季气温低，钢带引孔经常结霜结冻，影响测量，且损坏仪表。

ｃ．超声波液位计
超声波液位计是应用普遍的非接触测量仪表，精度也较高（±ｏ．２５％），由于油罐内温度梯度随液面高度变化，温度较难补偿，测量显示波动较大，不易确定当前油位值。

短期、小量用油无明显变化，因此，作为一般性液位监测尚可。

ｄ．雷达液位计
雷达液位计同超声波类似，是精度稍高（±ｏ．１％）的高价仪表。

根据上述情况，燃料公司领导、专工、技术人员与哈尔滨工业大学现代生产技术中心合作，通过对生产过程和工况的深入分析研究，采用先进的微电子和计算机技术，结合精巧的结构，设计而成了高精度智能化新产品ｚＹＹｗ—２０００Ａ型智能液位测量仪。

２系统结构及仪表工作原理
ＺＹＹｗ—２０００Ａ智能油位测量仪由一次表（含变送器）和二次测量仪表（含安垒栅）组成，并通过６芯屏蔽电缆联接。

见图１，它是一种高精度智能化机电测量装置，其工作原理是一恒力马达输出一恒定力矩，驱动高精度数字编码器，并通过一根高强轻质合金拉丝牵引不锈钢浮球（浮顶），浮球沿钢丝绳索遭滑动，浮球的上下移动便可转换成与高度对应的数字显示值。

其工作原理是动力单元１０通过驱动轮（缠绕轮）９为拉丝５提供一恒定拉力Ｆ，设浮球３熏力为甲，浮球３所受浮力为，，三力平衡时，则
ｌ＋｜＝Ⅵ
当液位发生变化时，，随之变化，驱动轮随之卷升或释放，检测轮７的转动通过变换器８转换成相应的电信号，并由数字仪表中的单片机处理，通过仪表上的数码管输出数显信号及对应的４—２０ｍＡ标准信号，或通过４８５接口上传给计算机系统。

豳ｌ册Ｙｗ—２０∞＾油位翻■系统示ｔ圈
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为防止回油波动对视值产生影响，可采用定位索道４及配重ｌ或加装薄壁管。

３测试及标定数据
考虑原来油罐刻度及精度闻题，标定采用通过技术监督局标定过的标准检油尺检测，检测结果与仪表数显结果相对照，如表１、表２所示。

通过现场实际油位检测与仪表检定后显示测量结果相对比，结果较理想，通过两年多的实际运行表明，仪表工作稳定可靠，计量精确，反映灵敏。

４功能与特点
该仪表是一种智能化数字仪表，具有如下功能和特点：
ａ．油位下降和上升的限位位置及当前油位显示。

ｂ．可设定当前油位（技术人员）。

ｃ．可设定油位上下限报警值。

ｄ．测量精度为Ｏ．０１５％Ｆ／ｓ。

ｅ．测量精度的修正和补偿。

￡分辩率为Ｏ．１ｍｍ。

ｇ．量程为Ｏ．５—２６ｍ。

ｈ．适用常压力罐、浮顶罐、压力罐。

ｉ．介质温度不影响测量精度。

ｊ．系统掉电时自动记录当前液位值，上电后自动恢复。

ｋ＋仪表有４—２０ｍＡ标准信号输出和２３２、４８５接口，可进入上位机或ＤＣｓ系统。

５结束语
经实际应用考核，该液位测量仪不但能满足对渣油罐的监测计量，对其它油质如对柴油罐的油位测量效果更好，而且在透平油箱油位检测上也取得了非常理想的效果，很有推广价值。

同时，该液位测量仪的采用也为值班员的工作提供了便利，值班员不用再到室外就地设备去巡检，而只需在值班室内便可监测到投油时间和投油量，降低了劳动强度，提高了工作效率。

（墒辑韩盒光）
（上接第１５５页）
需要重新计算突发短路电动力对电缆绕组的影响。

另外，电缆绕组和其他元件的配合将对变压器整体性能有很大影响，因此，电缆的选择也是保证变压器安全可靠运行的重要因素。

４结束语
电缆绕组变压器是一种新型的干式电力变压器，其容量大、电压等级高、无油环保、安全可靠，更能适应城市化发展对电力的需求，具有广阔的应用前景。

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编辑车世杰。