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1、.差压式水位测量系统的分析与设计摘要在现代工业和日常生活中，常常需要测量各种固体、液体物料的高度、体积等参数。由于测量是瞬时的动态信号，数据的准确性、稳定性、可靠性要受到诸多环境因素的影响，如温度、油压、油管的阻尼比、变频器的高频干扰、油路的泄漏等。而液位测量常常需要借助各种各样的液位测量系统进展测量，由于受到液位和环境的不同，每种液位计的应用围也各不一样。这其中差压式水位计就在电厂的锅炉汽包水位中发挥着重要的作用。作为液位测量中最广泛的无疑是水位测量，水位是重要的水力学参数,在汛期关系到水库、大坝、以及河流沿岸堤防的平安,关系到城镇和人民群众的平安;水位在平时也是关系到电厂、化工厂的运行平安
2、和运行效益。如何高精度、智能化的对水位进展测量,就成为很多科研工作者关注的问题。本文将介绍差压式水位计的构造和工作原理，并且介绍曲线拟合密度与压力关系、压力表的选型以及差压水位测量系统零点迁移和压力补偿问题。关键字 差压式水位计 液位测量 锅炉汽包水位Analysis and Design of Differential Pressure Level Measurement SystemAbstractIn modern industry and daily life, often need to measure a variety of solid, highly liquid mass,
3、volume and other parameters. Since the measurement is instantaneous dynamic signals, data accuracy, stability, reliability should be affected by many environmental factors, such as temperature, oil pressure, tubing damping ratio, high-frequency interference inverter, oil leaks, etc. Level measuring
4、means and the measurement system often requires a variety of gauge consisting measured level and due to the different environments, each application level meter is also different. Differential pressure type level gauge which will play an important role in the plants boiler feed water. As the liquid
5、level measurement is undoubtedly the most widely level measurement，Water level is an important mechanical parameters, in relation to flood reservoirs, dams, dikes along the river and security, and to the town and the peoples safety；Water level usually is related to operational safety and operational
6、 efficiency power plants, chemical plants This article describes the structure and working principle of differential pressure type level gauge, and introduces the density and pressure relationship curve fitting, pressure gauge and differential pressure level measurement system selection zero migrati
7、on and pressure pensation.Keyword: Differential pressure type level gaugeLevel MeasurementBoiler Drum Level目录差压式水位测量系统的分析与设计I摘要IAbstractII1.液位测量的描述IV1.1液位测量的意义IV1.2液位测量在国外的研究状况IV1.3 液位测量在国的研究状况V2.液位测量的方法V2.1液位测量方法的概述V2.2超声波液位测量仪VI2.3 光学液位计VII2.4双色水位计VII2.5磁浮球液位计VII3.差压式水位测量系统的介绍VIII3.1平衡容器的类型VIII3.2
8、差压式液位变送器的零点迁移问题*3.3 锅炉汽包水位的测量*4.差压式水位测量系统的设计*II4.1设计的根本说明*II4.2 关于密度与压力关系的公式曲线拟合*II4.3平衡容器尺寸确实定*IV4.4差压计的选型*V4.5 系统的压力补偿*VII结论*I*参考文献*致*I1液位测量的描述1.1液位测量的意义在很多工业生产过程中，常常需要测量各种固体、液体物料的高度、体积等参数，但是由于测量是瞬时的动态信号，数据的准确性、稳定性、可靠性要受到诸多环境因素的影响，如温度、油压、油管的阻尼比、变频器的高频干扰、油路的泄漏等。液位测量主要是基于相界面两侧物质的物性差异或液位改变时引起有关物理参数的变
9、化的原理而实现的【1】，在一般的生产工艺加工过程中，通常只需要对物料的外表位置进展记录和储存，以作为确保生产工艺、平安等方面的需要【1】。同时随着生产自动化程度的不断提高、必须首先能对液位进展控制与调节以保证自动化生产能够自动控制在最正确状态；为了满足各种不同测量条件的要求，人们研制出适合于各种各样要求的液位传感器。水位是重要的水力学参数,在汛期关系到水库、大坝、以及河流沿岸堤防的平安,关系到城镇和人民群众的平安;水位在平时也是关系到电厂、化工厂的运行平安和运行效益。因此如何高精度、智能化的对水位进展测量,已经成为很多科研工作者关注的问题。水位仪作为测量水位的工具,广泛运用于水利、电力、化工等
10、领域的自动测量和控制系统，以上的等等都说明液位测量在国民经济建立中起着举足轻重的作用，所以说对液位测量方法和仪器的改进将成为广阔科研工作者的一项艰巨的任务。1.2液位测量在国外的研究状况对于液位测量的研究，国外尤其是兴旺国家的液位测量技术起步较早，且投入资金雄厚，开展很迅速，迄今为止，许多兴旺国家都研制了很多功能齐全、自动化智能程度较高、精度高的测量系统，例如美国DRE*ELBROOK公司研制的Universall TM连续液位变送器，该仪器可以说是目前相领先进的一种测量仪器，其精度可达0.1%，量程最大15米，4-20mA电流输出，上、下限位报警，叠加智能通讯协议HART、Honeywell
11、等此外，还有美国Milltronics公司研制的多量程超声波液位监测系统【3】，该系统具有测量液位及液位差的能力，其采用的非接触式超声波传感器，可监视14cm到30m围的液位变化，在其中专门编制了一种增强回声的软件程序，多量程系统被监视槽的超声波分布图储存在计算机存储器中，采用连续测量确定液位方法来修改分布图。同时Hybepark电子公司的双液位传感系统采用二只分别调节上限和下限液位的电位计，超声波探头安装在液体之上且与控制装置连接，控制装置在感受到极限液位后去启动继电器，并且启动液位输出。美国的DRE*ELBROOK公司与ROSEMOUNT公司以及日本、加拿大等国公司研制开发的产品在国际市场
12、上占有很大的比重。据统计，DRE*ELBROOK公司至今在全世界已经有3万多例成功的现场应用。可以看出当今兴旺国家已经不仅仅是在研究*种液位器而是形成一种测量的体系，这种大型的体系既保证了测量的准确度同时其应用围也有更广阔的应用前景，当然还有其它国家和公司研制的液位传感器等产品，这些产品都广泛应用于工业、农业，食品等行业，为人类的生活和生产发挥着作用。1.3 液位测量在国的研究状况我国的液位仪表工业起步比较晚，直到上世纪六十年代才开场有些厂生产浮子式等的液位仪表。在方案经济时代虽然也有几个厂生产物位仪表，如仪表厂、银河仪表厂、自动化仪表五厂等。但由于需求不旺，开展不快，而定点生产流量计的仪表厂
13、及银河仪表厂都把重点转为流量计，因而只有自仪五厂始终以液位仪表为主，但企业规模不大，生产产品以机械型仪表为主。上世纪七、八十年代，国家经济的开展，大型工程引进国外技术，使我国石化、冶金等工业自动化水平提高很快，对自动化仪表的需求也增长。进入九十年代，国民经济开展迅猛，自动化程度的提高使液位仪表需求猛增，原有生产能力远远不能满足需求，国外产品大量涌入。近几年,随着我国经济的高速增长，新兴企业的自动化程度都很高，仪表选型几乎和国外接轨，故对于新型及高端的液位仪表需求量很大，但是我国物位仪表工业相对较落后，制造能力较差，大局部要靠进口。我国物位仪表市场中，用于贸易结算及库存管理的计量级液位仪表计量级
14、微波液位计及伺服液位计，根本上全部进口。主要供货商为Enraf、Emersion、E+H等公司。从以上的表达我们可以看到，这液位计的生产和制造方面我国的技术还不是特别的成熟，也因而具有很大的潜力。2.液位测量的方法2.1液位测量方法的概述液位测量具有一定的特殊性，由于测量是瞬时的动态信号，所以测量数据的准确性、稳定性、可靠性要受到诸多环境因素的影响，如温度、油压、油管的阻尼比、变频器的高频干扰、油路的泄漏等等，对于这种不确定性造成了液位测量的难度及其特殊性。人们也正是利用了液位测量的特殊性才创造了油罐液位测量的多种方法，液位测量的主要方法就是基于相界面两侧物质的物性差异或液位改变时引起有关物理
15、参数的变化的原理而实现的【4】。这些物理参数可能是电量的或非电量的如电阻、电容、电感、差压以及声速和光能等，它们的共同特点是能够反映相应的液位变化并易于检测。当然液位测量中一些固有存在的问题是无法改变的，液面具有波动或有气泡或液面高度随时间改变的动态测量，被测物具有粘滞性或是导电介质等情况时，如何来提高测量精度。有时还要考虑容器的密封性，介质是否含有腐蚀物以及是否具有毒性和易爆性等问题。针对这些问题人们研制了在不同的环境下适合于各种各样要求的液位传感器。以为将对几类液位计进展介绍。2.2超声波液位测量仪该液位计的工作原理：就是通过一个可以发射能量波一般为脉冲信号的装置发射能量波，能量波遇到障碍
16、物反射，由一个接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定物位变化情况。由电子装置对微波信号进展处理，最终转化成与物位相关的电信号。一次探头向被测介质外表发射超声波脉冲信号，超声波在传输过程中遇到被测介质障碍物后反射，反射回来的超声波信号通过电子模块检测，通过专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以准确计算出超声波传播的路程，进而可以反映出物位的情况。适用围及特点该产品的特点是具有设计合理、性能好、安装方便的特点。电子模块局部的微处理单元强大的分析能力，可以优化正确的回波，并将错误或虚假的回波加以排除，从而可以得出准确的数值【5】同时，该产品性能稳定，价格低廉，精度高，具有模拟量，开关量及数字信号同时输出功能，防水外壳，适用于一般场合的液物位检测。其主要芯片采用飞利普工业级单片机，数字温
