炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试“十校联赛”一等奖

项目四物位传感器及其仪表的安装与调试任务三物位传感器的安装与调试

单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试一、超声波料位计简介ＴＸＲＸ专用型a)透射式遥控器、防盗报警器、接近开关等1、超声波料位计的工作方式单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试1、超声波料位计的工作方式ＴＸＲＸc）兼用型b)反射式ＲＸＴＸ接近开关、测距、测液位或物位、金属探伤以及测厚等单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试2、超声物位计主要的几个技术指标：（1）量程和盲区：量程和盲区是反映超声物位计的两个重要的指标。量程代表的是这个物位计能测量的最大范围。反映的是换能器的灵敏度。也就是说，量程越大，灵敏度越高。大部分厂家标称的量程都是针对平整液面来说的，也就是说实际测量的时候，液位波动，表面有漂浮物，测量是固体料位，有粉尘，有蒸汽，都是有可能导致量程不能达到标称的值。比如50m量程的设备，如果测玉米的时候，实际只能测到20m.。盲区是反映换能器好坏的重要指标。盲区也成死区，超声液位计测量不到的一段距离，它是由于超声换能器的余震造成的。比如盲区30cm，也就是说，在液体更探头的距离小于30cm的时候，将会出现不能测量的情况。那么相同量程的产品，盲区越小，说明这个换能器的设计越好。对一些密闭罐体或者短量程的测量来说，安装会越方便。因此盲区成为相同量程产品衡量换能器做得好坏的一个重要指标。单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试（2）温度和精度。温度范围大部分标称是－20~60℃这个范围。因为大部分用液晶显示的物位计，液晶屏的工作温度只能在这个范围，超出这个范围，液晶显示都会出现不正常现象。如果不考虑液晶显示的限制，一般都可以做到－40~80℃的范围。压电陶瓷有个居里温度约300度。居里温度的一般是安全温度，所以一般情况下，超声换能器的工作温度很难超过150度。当超过150℃温度的时候，很容易对里面的压电陶瓷损坏。因此150度可以看成是一个绝对破坏温度。另外超声波换能器制造过程用的部分材料，不能在100℃以上的温度长时间工作。大部分换能器的极限温度是100℃。为什么把精度和温度放在一起考虑，因为在空气中，温度测量误差1℃，对声速的影响是0.6m/S,20℃，1个大气压下声速约为340m/S。因此可以算出，对测量误差的影响是0.17%，也就是说，如果温度测量误差3℃，物位测量误差就超过大部分厂家0.5%的标称范围。因此实际0.5%的精度针对的是常温常压下的。对偏高和偏低的温度，都有可能导致测量精度超过0.5%的情况。有温度梯度，温度变化快的场合，测量误差也会因此增大。另外对测量精度影响最大的是气体成份。也就是说在一些挥发性液体的场合，因为液体的挥发导致空气成分变化，接着导致气体声速变化引起的测量误差。单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试（3）压力：在负压的情况下，一般不推荐用超声测量，因为超声传播是通过气体来实现的。负压力意味着里面的空气稀薄，超声在稀薄空气下传播，一个是声速会变化，引起测量误差，二是稀薄空气里面，声波衰减增大，导致测量量程减小甚至不能测量。正压力主要是探头结构的影响，只要探头结构没有问题。不会引起漏气现象。那么在大的压力情况下超声物位计是可以工作的。（4）腐蚀性：物位计的腐蚀性主要考验的是探头的材质。在弱酸弱碱的环境下，普通的塑料外壳就可以了。用聚四氟乙烯的外壳，可以耐大部分的强酸强碱。这里要注意的是，如果被测物质有比较强腐蚀性和挥发性，那么用一体物位计的时候，最好把电路板进行胶峰。因为大部分的可以防水的壳体，都不能防气体。气体进入一体设备里面后，会俯视电路板。

单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试（5）方向性和安装结构安装结构一般有法兰和螺纹两种安装方式。不推荐使用吊装。因为吊装容易受风的影响。但安装的时候，一般要考虑盲区的影响。我们要在物理上保证最高液面到探头表面的距离大于盲区。为了避开盲区，用加长导管安装的时候，必须注意的是，探头辐射面两端与导管端面两端形成的夹角必须大于换能器的锐角度。（锐角度：波束两侧出现第一个极小值之间的夹角）大部分物位计用的换能器都可以看成一个圆形活塞阵。那么锐角的角度可以通过下面的公式计算出来：换能器锐角的计算公式：θ=2arcsin(0.61λ/a)。产品标称的是一般换能器的半功率角。半功率角的计算公式为：θ-3dB=2arcsin(0.26λ/a)。这样就验证一下厂家标称的波束角是否是真实的。波束角不是越小越好，因为对大量程的产品来说，波束角太小，那么要垂直对准液面这比较困难。λ=波长=声速/频率a=半径，是换能器的辐射面的半径（6）供电方式和信号输出方式：供电方式一般是交流电源95~230VAC,24VDC四线制，24VDC两线制三种。输出方式有：显示界面，电流4~20Ma,电压1-5V,通信方式485通信，Hart通信，GPRS通信等。单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试二、超声波料位计的选用1、选型前须知（1）了解被测介质：a)液体；物体；粉尘；是否规则；液体和平面物体用实际量程即可，其它的加大1-2个规格选配，另外我公司的现有两种程序，一种测液位，另一种是专门针对物(料)位的程序，定货时请说明b)是否需要防腐；有些化学物需要用防腐探头(材料为聚四氟乙烯(Ptfe))c)是否有挥发气体(一般为化学物)；有些场合的气体挥发到探头，会影响超声波的声速，使测量有时会有误差。这就需要了解什么气体；d)是否有雾气：处理方式，在探头底衬加4F的膜，可防止探头结水气，用4F的膜盲区会大一些，一般为40CM单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试二、超声波料位计的选用1、选型前须知（2）了解罐子：a)液位变化量程；最高液位及零位，也就是对应的4-20MA，在这里可以随意设定b)罐子本身高度；c)口径及表的安装位置到罐壁的距离；这有个波束角的问题，一般为8-10度；d)是否封闭式；e)带不带压；可承受0。3MPAf)温度：需看实际影响到表的温度，-25-80度。单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试二、超声波料位计的选用1、选型前须知（3）了解现场安装要求：a)盲区：20-60CM视量程而定，安装需预留盲区，建议设为40CMb)一体或分体c)几线制d)线缆长度(分体)标配为10M，超出部分每米5元e)安装方式：法兰规格等f)供电电压选择.（4）注：一体化(CY-3)最大量程为20米,二线制(CY-2)为15米,其它分体式为50米，液位模式下。单元四炼铁厂高炉原料仓料位计的安装与调试二、超声波料位计的选用2、在工程设计选型时，最应注意的问题

要选择一个好的安装位置，设计合适的安装接口。安装位置要尽可能选择液面平稳、料面平整的位置，同时远离扶梯、进料口、出料口，尽可能与容器壁保持较远的距离，远离搅拌器。安装接口要求开口尺寸足够大，当为法兰安装时，法兰下面的接管长度要设计合理，对于我公司的10米、12米量程的物位计，接管长度应不大于15cm，选择DN80以上的法兰口。对于15米、20米、30米和40米量程的物位计，接管长度应不大于20cm；选择DN200以上的法兰口。对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，以消除盲区的影响，并选择DN65以上的法兰口。对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，以消除盲区的影响，并选择DN6