Применение и развитие технологии измерения уровня

Текущее состояние технологии уровневых приборов
Уровень-самый простой параметр среди параметров процесса, и с помощью простых инструментов (измерительных шкал) даже при визуальном осмотре можно определить значение уровня. До 1950-х годов основным методом измерения уровня жидкости было использование методов механического поплавка, плавучести и подсилы, а также использование указателей для указания уровня жидкости на месте или выполнения контроля положения. Кроме того, датчики уровня стеклянной пластины (трубки), прицелы и т. Д., Используемые для визуального осмотра, не могут строго считаться инструментами, а являются только аксессуарами оборудования. Существуют компании уровня инструментов с историей от семи до восьмидесяти лет на международном уровне, и в первые дни они также производили эти, казалось бы, простые продукты.
С 1950-х годов развитие электрических измерительных технологий способствовало развитию электрических уровнемеров. В дополнение к простым контроллерам уровня электродов первыми, которые были применены, были емкостные контроллеры уровня, а также разработанные на этой основе непрерывные емкостные уровнемеры. Механические уровнемеры, такие как поплавковый тип, также оснащены дополнительными электрическими устройствами, позволяющими им выдавать электрические сигналы управления или передавать измеренные сигналы уровня дистанционно с помощью электрических сигналов. Датчики электрического давления (перепада давления) также широко используются для измерения уровня жидкости, что приводит к разработке приборов для измерения уровня жидкости от чисто механических до электрических.
Быстрое развитие технологии измерения уровня было обусловлено быстрым развитием микроэлектроники с конца 1970-х годов. Во-первых, технология микроэлектроники способствовала развитию промышленной автоматизации. Применение ПЛК, ПК, ДКС, етк. представляет огромный спрос на измерители уровня и различные другие приобъектные аппаратуры обнаружения. В то же время технология микроэлектроники добилась значительного прогресса в технологии неэлектрических измерений, разрабатывая множество новых методов обнаружения уровня и электронных приборов обнаружения уровня, что значительно улучшило всю область приборов уровня. От механических инструментов до интеллектуальных инструментов, которые в основном применяют технологию микроэлектроники.
В последние годы существует несколько типов уровневых инструментов, которые быстро развиваются.

1,1 Электронный регулятор уровня предельного типа (переключатель уровня)
В процессе управления материальным уровнем, во многих случаях, только необходимо контролировать материальный уровень внутри некоторый ряд без точно измерять свое положение; Когда материальный уровень превышает некоторое положение предела (высокое или низкое), сигнал управления или сигнала тревоги выдан. Этот тип приложения имеет высокий спрос, и в первые дни в основном использовались контроллеры уровня плавающего шара или электрические контроллеры уровня Контакты. Из-за принципиальных ограничений он не может быть применен во многих ситуациях, и разработка электронных регуляторов уровня значительно расширила такие приложения. Наиболее типичным продуктом является регулятор уровня гашения вибрации (переключатель уровня камертона), который может применяться не только к жидкостям, но и к твердым материалам. Он имеет различные формы вывода сигнала, а некоторые также имеют функции самодиагностики. Кроме того, существуют различные принципы продуктов, таких как ультразвуковые, фотопроводящие, теплопроводные, радарные и т. Д., Все из которых являются продуктами, которые сочетают технологию микроэлектроники с технологией неэлектрических измерений.

1,2 Интегрированные механические и электрические приборы уровня
Сочетание технологии микроэлектроники и традиционных механических методов измерения уровня значительно улучшило характеристики существующих инструментов, таких как электрические поплавковые датчики уровня, и разработало множество интегрированных инструментов измерения уровня мехатроники, таких как магнитострикционные датчики уровня, сервоприводы поплавковые датчики уровня и тяжелые датчики уровня молотка, которые все более широко используются.

1,3 Принцип измерения без-Контакты TOF (время в пути)
Принцип измерения TOF (Time of Flight), также известный как принцип эхо-диапазона, является методом измерения дальности без Контакты и самой быстроразвивающейся и наиболее широко используемой новой технологией измерения уровня в последние годы. Принцип заключается в том, что зонд, установленный в верхней части бункера, излучает определенную энергетическую волну в бункер. Когда волна энергии распространяется на поверхность измеряемого материала, она отражается на поверхности материала и возвращается к зонду для приемки. Время, в течение которого волна перемещается вперед и назад, является мерой расстояния, и на его основе можно рассчитать уровень материала.
Энергетические волны, которые могут быть применены, включают механические волны (звуковые или ультразвуковые), электромагнитные волны (обычно радиолокационные волны K-диапазона, C-диапазона или X-диапазона) и оптические волны (обычно лазеры инфракрасного диапазона). Соответствующие измерители уровня называются ультразвуковыми измерителями уровня, радарными измерителями уровня и лазерными измерителями уровня, все из которых являются электронными измерителями уровня.
Среди этих трех принципов инструментов ультразвуковые уровнемеры применяются более 30 лет, и их технология является зрелой; Радарные уровнемеры быстро развивались в последнее десятилетие, и их применение становится все более распространенным; Хотя технология лазерных уровнемеров также созрела, Их применение ограничено по теоретическим причинам. В целом, этот тип прибора стал очень важным средством измерения уровня, и его применение быстро растет.

1,4 Точность измерения уровня жидкости для больших резервуаров для хранения
При транспортировке и хранении жидких нефтепродуктов и химических жидкостей многие большие резервуары для хранения требуют высокоточного измерения уровня жидкости для расчета запасов или проведения торговых расчетов. Согласно международным конвенциям, точность измерений измерителей уровня жидкости, используемых для расчетов по торговле, должна быть в пределах ± 1 мм. Измерители уровня жидкости, используемые для управления запасами, имеют точность измерения в пределах ± 3 мм и классифицируются как измерительные измерители уровня жидкости с диапазоном обычно 30 м или более.
Датчики уровня, которые могут удовлетворить эти требования, включают в себя сервоприводные поплавковые датчики уровня, высокоточные радиолокационные (микроволновые) датчики уровня, магнитострикционные датчики уровня и т. Д. Благодаря сочетанию технологий микроэлектроники, в дополнение к достижению высокоточного измерения уровня жидкости, Все они имеют цифровые интерфейсы связи и могут быть объединены с средними термометрами и датчиками давления для всестороннего измерения.
В настоящее время высокоточное измерение уровня жидкости для больших резервуаров для хранения в Китае измеряется вручную с помощью щуп (в соответствии с национальными стандартами). Международная организация законодательной метрологии рекомендует странам-членам разрешить использование в качестве измерительных приборов датчиков уровня жидкости. Хотя Китай импортировал много уровнемеров измерительного класса, они не использовались в качестве измерительных приборов, потому что нет соответствующих устройств для проверки точности и калибровки и правил проверки.
В соответствии с потребностями надзора и управления измерительными приборами в Китае, в 2010 году Главное управление по надзору за качеством, инспекции и карантину одобрило создание национальной лаборатории оценки типа автоматического уровнемера с фиксированным резервуаром на Национальной станции первого измерения большой емкости, И выполнил работу по оценке типа датчика уровня фиксированного танка автоматическую. В настоящее время завершено экспериментальное устройство для оценки типа указателя уровня жидкости, и также разрабатывается план оценки типа, который будет способствовать автоматизации измерения уровня в резервуарах в Китае.
Таким образом, электронные инструменты уровня стали основным направлением инструментов уровня, и даже многие инструменты, основанные на механических принципах, объединяют технологию микроэлектроники, чтобы стать мехатронными интегрированными инструментами.