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低成本雷达物位计性能和可靠性方面获得的优势及调试的重要性

来源:作者:发表时间:2018-07-11 09:32:04

   使用蓝牙,现代雷达物位计液位可以通过平板电脑或智能手机进行调试。提升站将水和废水从较低的高度泵送到较高的高度,以补偿地形变化。大多数加工设施由水和废水的重力流供给,因此在高度变化阻止重力供给的位置,提升站将水泵送到更高的高度以增加液压头以提供可靠的重力流进入设施。
    需要监控提升站湿井或水库中的水位(参见图1),以便为泵提供输入,泵在达到预定水位时将水泵出。液位测量还将泵关闭至最低水平,以防止干运行损坏。
    湿井可能是仪器的困难环境,因为高湿度和冷凝是典型的。重涂层和蒸汽能够涂覆或腐蚀机械液位测量装置,使其无法操作。应考虑不接触被测材料的技术。
    历史上,升力站湿井中的液位测量使用了多种技术,包括浮子,潜水静压和非接触式超声波仪器。正确选择和维护这些技术可能会有效。本文着眼于每一个并考虑正面和负面的观点。
 
 
 

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    图1.典型的升降站。水从右边进入湿井。雷达物位计仪器监测水平。当水位变高时,控制器启动泵将液体提升到更高的高度并清空湿井。
传统技术
    几十年来,浮子开关已用于湿井液位测量。浮动开关的优点是成本低,操作简单。通常,使用两个或更多个浮子,一个用作高级泵,另一个浮子用作低级泵送指示器。虽然花车在成本和简单性方面具有优势,但它们在几个方面可能不足。
    根据浮子的类型,连杆或电缆系绳可能会弄脏或挂起。浮子有时会泄漏并导致浮力损失。在废水应用中,浮子上的涂层会导致其下沉。当使用浮子用于湿井应用时,定期维护非常重要。
    液位开关通常用作连续液位变送器的高级备份,以指示油井是否接近溢流。由于仅在“紊乱”条件下达到高电平开关,因此浮点数与高电平开关相当好。
    潜水静液压液位变送器根据水的压头进行操作。发射器中的隔膜在一侧经受水柱,在另一侧以大气为参考。电平的增加和减小使膜片变形并引起电容桥电路的变化,然后电路桥电路转换为输出。
    潜水式发射器具有几个优点。它们可以预先选择适用的液位测量范围。例如,发射器的范围可以是0到30英尺的水。由于它们是预先安排好的,因此不需要校准。潜水式变送器也没有活动部件可以挂起或磨损。
    但是,确保隔膜不会被淤泥或其他固体堵塞是很重要的,因为堵塞会影响精度。大量积聚可以防止隔膜对水位变化做出反应。在存在淤泥或固体的应用中使用潜水式变送器时,请选择能够承受这些应用的变送器。设计用于固体水的变送器将在隔膜上设有盖子,便于清洁,但重要的是在清洁时不要损坏隔膜。
    超声波仪器通常用于测量湿井水位。超声波仪器基于飞行时间原理(ToF)运行。声脉冲被发送到被测水的表面并被反射回来。到达水面并返回所需的时间提供到水的距离,水被转换为水平信号。超声波液位装置的一大优点是它们是非接触式的。也就是说,发送声脉冲的换能器不与水接触,为污水湿井提供更清洁的应用。
    然而,超声波仪器并不能解决问题。潮湿的湿井条件会导致换能器表面形成冷凝,这会衰减声能并限制范围。在某些情况下,它可能会导致近场故障。如果所使用的超声波装置提供该特征,则必须考虑并避免或绘制出由湿井中的结构引起的混淆声反射,例如梯子,泵柱,电缆等。
    另一个问题是溅在换能器上,这会留下能够衰减声能的残留物,并且需要清洁。在可能存在甲烷的污水湿井中,超声波仪器会遇到另一个问题。甲烷的声速比空气中的声速要快。这将导致水平测量误差,导致水平出现高于实际水平。
 
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图2.安装新的或替换雷达物位计时,其复杂的测绘程序可检测所有内部障碍物,如管道和梯子。与配置一样,映射功能可以通过蓝牙接口远程完成。
雷达物位计物位测量
    最近的升力站湿井水位测量趋势是雷达物位计技术。在过去,雷达物位计发射器被认为在湿井中使用过于昂贵,但最近电子设备的发展使得新产品的价格在1000美元或更低的范围内。雷达物位计发射器与传统的湿井技术相比具有多种优势。
    首先,与超声波仪器一样,雷达物位计是一种采用ToF测量原理的非接触技术。电磁脉冲被引导到被测材料的表面。能量通过水的介电性质反映出来。与超声波类似,测量到达水面所花费的时间和返回的反射,提供到水面的距离,然后用于计算水位。
随着非接触式测量的优点,电磁能的传输不受水上空气空间中的蒸汽或蒸汽的影响,这是超声波水平技术的明显优势。
    新的雷达物位计天线设计提供了具有凹面的全特氟隆的湿部件。这些凹形天线设计用于消除天线面上的冷凝物积聚,从而防止电磁信号的衰减。在污水湿井应用中,Teflon有助于防止涂料在水溅出固体时粘附在天线上。
    当选择用于安装在湿井库内的雷达物位计单元时,变送器可能会在极端条件下浸没。因此,建议选择符合IP68(防止暂时浸入)的封装发射器。
映射出来
新雷达物位计装置的一个重大进步是调试和绘图的简单性。安装程序可通过蓝牙访问,并在智能手机或平板电脑上执行(参见图1)。与旧式设备相比,这是一个很大的优势,它需要通过按钮式人机界面(HMI)进行调试或打开外壳并将电缆连接到带有调制解调器的笔记本电脑。
    雷达物位计发射器可以位于难以接近的装置中。水和污水湿井尤其如此,其中雷达物位计可能位于混凝土拱顶内。试图访问这些单元以访问HMI或将电缆连接到调制解调器可能需要有限的空间许可。使用蓝牙,打开人孔通常很简单。
    新的雷达物位计技术提供了复杂的测绘程序,使发射器可以忽略梯子,泵柱,电缆和挡板等内部障碍物。虽然这些映射程序很复杂,但与几年前的映射程序相比,它们更容易实现。如果湿井为空或水位处于最低点,则只需执行映射程序即可。雷达物位计发射器完成所有工作(见图2)。在油箱不为空的情况下,确定油位在何处,然后映射到实际油位以上几英寸处。
概要
    存在许多方法来测量提升站湿井中的水位。选择能够以最少的维护提供最可靠的液位测量的技术应该是目标。虽然传统技术可以提供可靠的测量,但应考虑使用新的低成本雷达物位计发射机。在性能和可靠性方面获得的优势以及易于调试的重要性。
 
 
 
 

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