浅析USS-B超声波液位计在热电厂的应用.doc

浅析USS--93B超声波液位计在热电厂的应用 刘成铭 厉成静 宏伟热电厂热工分厂辅控仪表班 摘 要：本文通过对USS---93B超声波液位计在宏伟热电厂酸计量箱、碱计量箱的应用研究，进一步说明USS—93B超声波液位计在热电厂常压或低压容器的实用性。 关键词：超声波液位计、模拟信号、声波反射、远程监测 前言 宏伟热电厂化学生产现场的阳床、阴床、混床运行时，要定期进行树脂还原，还原时所使用酸、碱量有明确的规定，若酸量、碱量使用或多或少，都会严重影响除盐水的质量，易使锅炉、汽机结垢，从而严重影响了我厂锅炉、汽机等设备的安全运行；酸量、碱量使用的多少与酸计量箱、碱计量箱的液位指示有着直接的关系。 原化学生产现场的酸、碱计量箱原采用E+H探杆插入式雷达液位计，这种雷达液位计在长期使用时存在易产生漂移，稳定性差，准确度低，且受外界干扰，不利于正常测量，不利于运转人员操作，易导致酸液、碱液的溢出。 经探讨研究，认为大连海事大学研究所生产的USS--93B系列超声波液位计可替代E+H探杆插入式雷达液位计，决定采用超声波液位计，这种超声波液位计是非接触式测量，不与化学物质相接触，即安全、环保，又安装方便，测量准确，灵敏度极高，测量量程可调，方便灵活；并且有很强的耐腐蚀性，不易损坏。同时可与计算机数字化通讯，有标准模拟信号4—20 mA输出；测量信号可直接输入远程控制计算机，具有电流输出上、下限报警功能；并且在生产就地安装有数字显示仪表屏，现场数字显示液位高低，便于生产人员就地观察液位指示。 超声波液位计的应用研究 超声波液位计的工作原理和工作流程 2.1.1 工作原理 超声波液位计是一种利用声波反射原理检测酸箱、碱箱内液体液位的非接触式液位测量仪表，由安装于被测容器顶部的超声波探头向液面发射一束超声波，声波被液面反射后由探头接收，主机测的传播时间t，根据声速v即可得出液面至探头的空间距离L，在已知探头至容器底部距离即安装高低H的前提下，即可换算出容器内液位高度h； 换算公式为: h = H - L L = v × t/2 h 液位高度 H 安装高度 t 传播时间 v 声 速 L 液面至探头的空间距离 由于空气温度对声速有一定影响，所以还应测出环境空气温度T，以修正声速，公式为：v = 331.45 + 0.61 T (℃) 由此可知，实际上超声波液位计对液位的测量，是对超声波探头至液面的距离的测量，之后通过换算公式换算得出的液位值。 2.2 工作流程 超声波液位计整机工作流程如下： 超声波液位计的组成和主要技术指标 3.1 超声波液位计的组成 USS---93B超声波液位计是利用声波反射原理检测常压或低压容器内液体液位的非接触式液位测量仪表。整套仪表由超声波探头和超声波主机构成，二者均为全塑料密封机构，广泛应用于化工、电力、冶金、轻工、水处理等工业或民用部门的各种液位测量，并且具有耐强腐蚀性，完全适用于具有强腐蚀性的酸液、碱液的液位测量。 超声波探头由超声波发生器、超声波接收器和信号电缆构成；主机由控制电路板、四位数字显示屏、接线端子、两位开关、操作按键（存贮、移动、增加、选择）、工作指示灯（前四个为绿色、后一个为红色）组成。 3.2 主要技术指标： 超声波探头 探头量程： 0.00 —— 4.00 m（可调） 工作温度： - 30℃ —— 65℃ 探头发射波束角： 3度 Ma 主机输出开关量： 高低位双继电器开关输出（常开） 继电器触点容量： DC 30V 5A 输出模拟量负载电阻： 0 --- 500Ω 超声波液位计的设计 4.1 对超声波液位计主机的研究 超声波液位计主机是液位计处理信号的核心部分，它可由直流24V或交流220V为其提供电源。该液位计可通过主机机芯上的两位开关、存贮按键、移位按键、增加按键、选择按键及电位器等实现液位计校正、参数设定的功能。 在超声波液位计工作时，主机有两种工作状态：一种是正常测量状态，一种是参数设置状态。 超声波液位计在使用前应先对液位计的工作参数进行设置。在参数设置状态时，按选择键，依次可设定液位计的测量量程、安装高度、上限值、下限值、探头型号，每一参数设定后，必须按存贮键进行存贮，以确定所设的参数值。 测量量程即被测容器内的液体最高液位值，此时对应的电流输出为20 mA。USS—93B超声波液位计其量程可调，可调范围为0---20米，在液位计测量量程设定时，可根据容器内被测液体的高度进行设定；当被测体的液位大于（或小于）所设定的某个液位值即液位上（下）限值时，高位（低位）继电器开关量输