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超声波液位传感器在地面散装储罐中的应用

来源:编辑::发表时间:2018-06-08 14:42:05

     超声波液位传感器和变送器地面上的大容量储罐是容纳大量液体的容器,通常高度为10至32英尺。它们在没有压力的情况下工作,有许多形状,并且广泛地由塑料,玻璃纤维或金属制成。立式圆柱形罐是最常见的。取决于液体,它们也可能具有耐化学性的内衬。与散装储罐的设计和操作有许多相关的环境法规,地上储罐与地下储罐相比有不同的规定。散装储罐具有两个基本控制系统,一个用于将液体加入罐中,另一个用于从罐中除去液体。有些还设有二级防护墙以防溢出或泄漏,并且都有良好的运输通道来支撑交付。

超声波液位传感器在地面散装储罐中的应用
    技术:持续时间短的高频超声波从传感器的表面每秒脉冲最多四次。声波反射离开液体表面并返回到换能器。液位传感器测量声音产生和接收之间的飞行时间,并将其转换为传感器表面和液体表面之间的距离。然后将距离转换为测量量程的百分比,并以比例4-20 mA信号输出。
 
    最佳实践:安装的液位传感器必须清楚地看到液面。这意味着液位传感器下方的测量空间应该没有任何障碍物,例如水箱内的管道,配件,梯子或墙壁。液位传感器必须位于最高液位之上,并且在正常操作期间不会浸没。散装储罐通常位于室外,没有任何环境保护,并直接受到太阳热量或天气冰冷的影响。这样,温差可能会在罐内产生冷凝。这更常发生在温度范围的高端,但也可能发生在低端,导致换能器上形成水滴或冰,这会影响声音传输和接收。如果存在显着的凝结,选择一个具有更强效测量范围的液位传感器,并在换能器表面涂一层非常薄的凡士林拒水剂。液体通常从顶部分配到大容量储罐中并从底部移除。这通常在填充过程中产生搅动的液体表面并在排空过程中形成光滑的液体表面。根据液体类型和搅拌量,可能会产生泡沫。泡沫吸取声音信号并可减小液位传感器的有效测量范围。如果存在泡沫,液位传感器应安装在立管中以从测量点分离出表面泡沫。另一种解决方案是将加油管延伸到油箱底部并消除搅动。蒸汽通常与较高浓度的腐蚀性液体相关联,但也可以在较高温度下的非腐蚀性液体中找到。蒸汽吸取声音信号并可以减小液位传感器的有效测量范围。如果存在明显的蒸气,请选择一个具有更强效测量范围的液位传感器,并正确排空储罐。对于诸如盐酸或硝酸等强蒸汽酸,液位传感器也应安装在立管中以最大化声音信号强度。
 
    安装:在这个应用程序中有几种方法可以安装液位传感器。散装储罐的内部通常很少有障碍物或设备。罐顶可以是平坦的,半球形的,圆形的或成角度的。找到安装位置,液位传感器可以在整个测量范围内直接查看液体。该位置必须平坦,与液体水平且易于触及。以下设备可用于安装传感器。
 
    坦克适配器:建议坦克适配器在坦克的安装位置水平,而不是在一个斜坡上。使用滑动x螺纹的油箱适配器,并避免使用螺纹x螺纹适配器。请勿使用颠倒安装的油箱适配器。
 
    耦合:较短的半联轴器比较高的全联轴器更受欢迎。使用滑动x螺纹的联轴器,并避免螺纹x螺纹联轴器。如果使用完全连接,则必须遵循“带凸缘的竖管”中所述的高度和直径限制。
 
    立管: 液位传感器可以安装在立管中以分离表面泡沫,抑制湍流或最大化液位传感器的声学信号强度。不要在有脏,涂层或结垢液体的应用中使用立管,这会使内管壁上留下材料。立管必须是连续的光滑管段,不得有任何断裂或过渡。管道的内径必须等于或大于液位传感器的横梁宽度,建议使用较大直径的管道。要安装液位传感器,请在管道顶部安装一个薄型螺纹接头。在联轴器的下面,在液位传感器死区内,在管道的相对两侧钻出两个四分之一英寸的通风孔。管道应延伸至水箱底部,或至少低于液位传感器的测量范围。在管道底部切一个45º的角度。最后,水平应保持在45º以上,因此管道内总是有液体。
 
    带法兰的立管: 玻璃纤维罐中的长而窄的立管可能会在罐顶部延伸几英寸,会影响声音的传输和接收。立管的内表面必须光滑且没有脊,特别是在安装的换能器表面以下的区域。建议直径为3“以上的立管,如果唯一的选择是直径为2”的立管,立管及其上方的任何安装连接的高度不能超过5英寸,任何立管高度大于8” ,并且不允许在立管结构内使用三通连接。
 
    圆顶坦克中心: 在可能的情况下,避免将液位传感器安装在圆顶罐的中央。圆顶顶部起抛物面反射器的作用,放大声能并可能导致液位计在某些液位处间歇性地实行。
 
    电动: 散装储罐可能位于大型泵,电机或变频驱动器附近,可能会产生大量EMI或RFI噪音。确保这些设备接地,然后将液位传感器和相关的电气设备接地到与这些设备相同的接地点。有些地区可能会经常发生雷击或电力不可靠。在那里,推荐适当的浪涌保护和滤波。
 
    跨度: 液位传感器输出一个4-20 mA电流信号,与散装储罐内的测量跨度成比例。用户通常将4 mA设置为空或最低测量水平,将20 mA设置为满或最高测量水平。避免将4 mA或20 mA量程设定值置于泵,阀或警报可能启动的水平或附近。
 
    接口: 超声波液位计的液位传感器的4-20 mA电流信号通常连接到本地控制器或集中控制系统。这些设备可能包括PLC,SCADA,DSC或独立级别控制器。只要它接受4-20 mA电流信号,控制装置就可以工作。必须对控制器的操作范围进行编程,使其与液位传感器的测量范围相匹配,并考虑到传感器4 mA设定值通常位于空罐状态之上。一旦控制器的操作范围配置为正确的级别和工程单位,则继电器设定值将应用于泵,阀门或报警自动化。除主系统外,应始终使用独立的高级警报或安全关闭系统。
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