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    側裝微壓液位變送器與投入式液位計在水箱液位測量中的應用比較

    發表時間:2020-05-12   點擊次數:477 技術支撑:1560-1403-222
         供水水箱是一種在二次供水領域中非常常見的一種裝置,是用于水量的儲存與周轉中必不可少的,對于供水水箱的液位數據的控制是一項重要的日常工作,液位的控制內容包括控制制水臬的補水和超低水位安全保護的重要信號。這個關乎整個二次供水系統的正常運轉,是涉及民生的大事。目前,在二次供水領域中使用投入式液位計測量液位計是一種很普遍的方案,但是因為受其安裝方式的影響,存在檢修維護不便和液位信號波動大的問題,因此探索使用側裝式微壓力液位變送器代替投入式液位變送器采集液位信號具有更為重要的意義。

    液位變送器

    本文通過實驗論證了微壓力液位變送器在水箱液位檢測中的可行性,并分析對比了這兩種類型液位變送器的優缺點及注意事項,為微壓力液位變送器替代投入式液位變送器在二次供水中的應用供应了依據。

    1 投入式液位變送器的應用
    投入式液位變送器安裝在水箱的頂部,探頭經線纜伸到水箱底,如圖一所示。因为投入式液位變送器性能穩定、結構簡單、安裝方便,它是此刻為止普遍接受的選擇,應用特殊廣泛。但是,水箱頂部距泵房頂空間小,當投入式液位變送器必要維修或換時,作業人員须要到水箱頂作業,操作未便;其它,為便于換,安裝投入式液位變送器時探頭不固定,受到水流沖擊時其擾動变成液位數值的偏移,進而形成系統誤動作,對系統控制不利。

    2 微壓力液位變送器應用的可行性
    2.1 微壓力液位變送器的原理
    微壓力液位變送器其實質是选拔壓力變送器來間接地測液位,如圖一所示。實際上,壓力變送器安裝在水箱距底部高度的側面,根據帕斯卡定律,其探頭檢測到的實質是檢測點處的壓強值。水箱側壁處檢測點的壓強同該點至液面的高度存在以下關系:
    H=P/ ρ g (1)
    式中:H為檢測點距液面的高度;P為檢測點的壓強; ρ 為液體的密度;g為重力加速度,取9.8。通過對檢測點壓強值的換算即可得到當前
    檢測點同液面的高度值,加上檢測點距水箱底的距離H 0 得到水箱的實際液位值。
    投入式與微壓力液位變送器安裝結構對比
    2.2 微壓力液位變送器的可行性解析
    為了驗證微壓力液位變送器的可行性,搭建一個實驗平臺,實驗平臺信號采撷道理如圖二所示。采用側壁安裝的方式在同一高度安裝三塊不同精度的微壓力液位變送器,在水箱頂部安裝一塊投入式液位變送器,采集的信號完全傳輸到控制柜,通過步骤運算壓力變送器采集的數據換算成對應的液位值,同時可选拔鋼尺測得水箱的實際液位標準值。各變送器對應的液位值可從人機界面上讀取和下載。
    實驗平臺信號采集原理
    設定系統每1 s收集一組數據,通過收集水箱水在靜止和震蕩二種狀態下的液位值,并截取30 s的數據繪制成曲線,如圖3—4所示。
    1.25 m水位靜止狀態時液位折線1.25 m補水狀態時液位折線
    由圖3—4曲線可以得出如下結論:
    利用微壓力液位變送器方式測液位準確性和穩定性高,是全体可行的。
    在水箱水靜止的狀態下,微壓力液位變送器比投入式液位變送器檢測數值的穩定性和準確性高。
    在水箱水震蕩的情況下,因为投入式液位變送器探頭不固定,波動較大,差异精度微壓力液位變送器數值波動明顯低于投入式液位變送器。

    3 微壓力液位變送器應用的優缺點
    綜合考慮以上數據分析結果及實際應用必要,拔取微壓力液位變送器的方式測液位,其優缺點如下:

    3.1 優點
    測得的液位值受水流沖擊影響小,準確性和穩定性高。
    选拔水箱側壁的安裝方式,便于檢修和維護。
    同精度等級的微壓力液位變送器比投入式液位變送器成本低。

    3.2 缺點
    若直接拔取壓力變送器測液位,則须要在系統步伐中添加壓力值向液位高度值換算的計算步驟,并考慮安裝高度值H 0 ;若拔取自帶換算功能的壓力變送器測液位,無需換算步驟,但需要考慮安裝高度值H 0 。

    4 結論
    微壓力液位變送器的應用,可以從根本上解決傳統投入式液位變送器監測數值波動大造成的不準確和檢修維護困難的問題。雖然需要通過控制程序對監測數值進行換算,但對于工程單位而言,只需統一安裝尺寸和標準,便可解決這一問題。液位變送器作為二次供水控制系統的關鍵部件,此種監測方式的變更對于保證二次供水系統的穩定運行具有重要的意義。在二次供水日趨智能化的今天,保證監測液位數據的準確性和穩定性是必然的要求,所以使用微壓力液位變送器取代投入式液位變送器也是必然的趨勢。


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