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siemens西門子流量變送器液位

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西門子--某精細(xì)化學(xué)有限公司EGCG工程電氣和儀表安裝
   

工程背景
    某精細(xì)化學(xué)有限公司位于上海浦東,EGCG工程是其在中國(guó)現(xiàn)有合資企業(yè)的發(fā)展并進(jìn)一步加大對(duì)中國(guó)投資的又一個(gè)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)項(xiàng)目。就整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)電氣儀表系統(tǒng)而言,西門子公司承擔(dān)了除了馬達(dá)、儀表單體設(shè)備安裝之外其余所有的工作量,并于2002年5月已正式交接給用戶投入使用。 到目前為止,EGCG工程已生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

工程執(zhí)行
    在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中,我們克服了設(shè)計(jì)圖紙不詳細(xì)、設(shè)計(jì)變更多、施工時(shí)間短等困難;特別在儀表調(diào)試過程中,針對(duì)用戶雷達(dá)液位計(jì)的安裝和旁通管的原設(shè)計(jì)缺陷等問題,根據(jù)我們自己所掌握專業(yè)性的豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),及時(shí)地向用戶提出了自己的建議并加以改正,提前完成調(diào)試工作,贏得了用戶的尊敬。主要的電氣系統(tǒng)安裝調(diào)試內(nèi)容介紹
   MCC柜選用了價(jià)格便宜、性能可靠的固定式配電柜形式。根據(jù)工藝需 要,其中一臺(tái) 22KW馬達(dá)選用軟啟動(dòng)方式;其余馬達(dá)選用了直接啟動(dòng)方式。 供給 4臺(tái)MCC柜的主動(dòng)力電纜采用了雙拼電纜。車間內(nèi)的167套照明燈具選用飛利浦產(chǎn)品。主電纜橋架采用帶蓋的鍍鋅橋架,分橋架采用了鍍塑隔柵橋架。提供安裝各種橋架和穿管長(zhǎng)度約 2000米。由12個(gè)現(xiàn)場(chǎng)氣體報(bào)警探測(cè)頭所組成的一套氣體報(bào)警系統(tǒng)及可及時(shí)檢測(cè)出裝置內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度。一套避雷針系統(tǒng)使裝置免遭雷電打擊。 另外還有防爆、通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)防爆和非防爆電源插座,滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)各種要求。

主要的儀表系統(tǒng)安裝調(diào)試內(nèi)容介紹
    在本系統(tǒng)中,共有各種184臺(tái),儀表選型上大多采用了智能型帶HART協(xié)議的衛(wèi)生型進(jìn)口儀表,例如采用了安裝要求高、調(diào)試比較復(fù)雜的質(zhì)量流量計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)。還有音叉式液位計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦街流量計(jì)、溫度變送器、壓力變送器、壓力開關(guān) 、PH 計(jì)和電導(dǎo)率等儀表種 類。6 套現(xiàn)場(chǎng) Profibus 總線型 FESTO 接線箱的選用, 目的是去控制現(xiàn)場(chǎng)所有的開關(guān)閥。 所有現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥均配用了西門子的 PS2 智能閥門定位器提供并安裝也包括32只現(xiàn)場(chǎng)號(hào)和電源接線箱;各種儀表電纜近10公里;各種儀表橋架和穿線管約1000米;儀表氣源管約3500米。另外還有各種鍍鋅安裝支架以及整個(gè)系統(tǒng)接地排的制作。并完成儀表的單體和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試工作。

 

 

 

 

 

西門子--MASSFLO在精細(xì)化工中的成功應(yīng)用
 
  

簡(jiǎn)介
    中坤化學(xué)有限公司是一家新興的精細(xì)化工企業(yè),位于美麗的中國(guó)海濱城市廈門海滄工業(yè)區(qū)。

右圖為主裝置一角 

下圖所示為成品罐區(qū)

    它以天然材料松節(jié)油為原料,提取合成出主要的終端產(chǎn)品二氫月桂烯醇。它是重要的香精香料添加劑,主要應(yīng)用于香水,香波及醫(yī)藥中間體中。由于高純度及穩(wěn)定的質(zhì)量,主要銷往美國(guó),日本等海外市場(chǎng)。

使用中的前丹佛斯流量計(jì)

    2001年7月前丹佛斯中國(guó)在此項(xiàng)目中贏得了全部的流量?jī)x表訂單,包括:
    ·MASS2100質(zhì)量流量計(jì)37套,從Di1.5到Di40,涵蓋了丹佛斯質(zhì)量流量計(jì)的全部口徑
    ·Vorflo1100/2000渦街流量計(jì)5套,主要用于蒸汽測(cè)量

 

 

 

 

 

    Massflo Di40 用于成品測(cè)量   Massflo Di15用于溶劑測(cè)

    前丹佛斯中國(guó)為用戶提供了周到的技術(shù)服務(wù),儀表運(yùn)行準(zhǔn)確、可靠,用戶滿意這樣的結(jié)果。

為什么用戶選擇前丹佛斯流量計(jì)

    中坤化學(xué)有限公司在此項(xiàng)目中采用了*現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),系統(tǒng)為Emerson Automation 的 Delta V包括數(shù)據(jù)采集AMS子系統(tǒng)。流量?jī)x表的競(jìng)爭(zhēng)是十分激烈的,憑借其高超的科利奧力質(zhì)量流量技術(shù),前丹佛斯提供了一個(gè)完善的流量解決方案而取得了勝利:

    ·的精度0.1%
    ·FFT技術(shù)的使用,適于低流速測(cè)量
    ·USM II 平臺(tái),即插即用的通訊模塊,全部配HART協(xié)議
    ·Mass2100不僅用于測(cè)量液體,而且適于氣體測(cè)量,其中兩套質(zhì)量流量計(jì)用于低流量氫氣測(cè)量的防爆設(shè)計(jì)

結(jié)束語(yǔ)

   這是一個(gè)具有重要意義的項(xiàng)目,丹佛斯Massflo2100質(zhì)量流量計(jì)的多方面技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到了充分體現(xiàn)。

   前丹佛斯能夠在競(jìng)爭(zhēng)激烈的質(zhì)量流量計(jì)市場(chǎng),特別是在精細(xì)化工行業(yè),提供富于經(jīng)驗(yàn)的專家級(jí)的流量測(cè)量控制方案。

 

 

 

 

西門子--超聲波料位計(jì)在粉倉(cāng)料位測(cè)量中的應(yīng)用
 
  
1) 針對(duì)粉倉(cāng)
    選用量程大的換能器,提高聲波的強(qiáng)度,減小粉塵對(duì)它的影響
    使用帶泡沫面的換能器,可以提高它的發(fā)射強(qiáng)度和靈敏度,同時(shí)利用震動(dòng)增強(qiáng)自清潔能力。

1、 工藝簡(jiǎn)介
    隨著我國(guó)選煤自動(dòng)化的不斷提高,選煤廠對(duì)于各類參數(shù)有了更高的要求,尤其是倉(cāng)位的準(zhǔn)確性,要求更加嚴(yán)格。我們知道煤倉(cāng)中的結(jié)構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜的再加上傳統(tǒng)的粉倉(cāng)加料方式又各種各樣,諸如:皮帶給料機(jī)、刮板機(jī)、斗式提升機(jī)等。被測(cè)介質(zhì)也各不相同,比重,顆粒度等給測(cè)量帶來很大困難,超聲波料位計(jì)在固體顆粒和塊狀物料的測(cè)量中已經(jīng)被普遍采用,并且得到一定的認(rèn)可。

2、 超聲波料位計(jì)原理
    西門子妙聲力超聲波料位計(jì)是利用測(cè)量換能器發(fā)射和接收到的聲波的時(shí)間,計(jì)算出換能器到物料表面距離的儀表。

 

 

 

 

 

2) 利用西門子妙聲力的Dolphin軟件調(diào)整回波算法

 

3、應(yīng)用實(shí)例
    在某電廠的20個(gè)精煤倉(cāng)料位測(cè)量中,由于精煤中含有少量的水分,極容易生成水霧,給測(cè)量帶來一定困難;另外4個(gè)進(jìn)料口4個(gè)出料口也給測(cè)量帶來一定困難。具體參數(shù):倉(cāng)高26米,直徑15米,通過刮板機(jī)把料送入倉(cāng)內(nèi),四個(gè)進(jìn)料口平均分配在筒倉(cāng)中心線上,換能器的安裝必須在距離筒倉(cāng)中心4-5米處并且盡量使其發(fā)波的角度垂直于物料表面。
    儀表的電子單元選用西門子妙聲力DPL換能器選用XLS-60型,安裝完畢后首先應(yīng)該利用瞄準(zhǔn)器對(duì)其發(fā)射角度進(jìn)行調(diào)整,使其測(cè)量信號(hào)達(dá)到*狀態(tài)。上電后,把所有參數(shù)標(biāo)定好后(此時(shí)響應(yīng)速度應(yīng)該調(diào)整為1M/S),觀察其信號(hào)線燥聲基本在0-10dB基本沒有電噪聲的影響,在加料的過程中(料位過半)回波強(qiáng)度0:1甚至有時(shí)收不到回波。當(dāng)時(shí)進(jìn)行分析排除各種原因,zui后認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的原因是由于倉(cāng)的直徑太大,而且里面情況也比較復(fù)雜,這就給測(cè)量帶來一定的困難。在回波處理算法的過程中用的是ALF也就是取首波和zui大回波的平均值。由于倉(cāng)內(nèi)形狀過于復(fù)雜決定更改其算法,摒棄常用的ALF算法而采用A(取zui大回波)結(jié)果經(jīng)過幾分鐘的觀察,回波強(qiáng)度變?yōu)?-29,屬于良好,拿激光測(cè)距儀標(biāo)定后的結(jié)果與儀表顯示誤差在0.1左右,也就是說測(cè)量值能夠較好的反映料倉(cāng)內(nèi)的實(shí)際料位。經(jīng)過2個(gè)月的觀察,運(yùn)行一直非常穩(wěn)定,這就說明精煤倉(cāng)料位*可以利用西門子妙聲力系列產(chǎn)品來測(cè)量。

4、總結(jié)
   
以上成功的應(yīng)用實(shí)例,說明西門子妙聲力系列超聲波料位計(jì)在測(cè)量煤倉(cāng)、礦石等還是卓有成效的,只要選用正確的換能器,變送器,以及正確的安裝位置就可以解決粉倉(cāng)測(cè)量的問題。所以在許多行業(yè)中選用西門子妙聲力系列超聲波料位計(jì)是一種理想的選擇。

 

 

 

 

西門子--SITRANS LR400雷達(dá)物位計(jì)在高爐上的應(yīng)用
 
  

一、序言
    高爐上的物位量是鋼鐵行業(yè)中一個(gè)非常重要的測(cè)量數(shù)據(jù),它對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量控制、提高生產(chǎn)效率和提高生產(chǎn)安全性起著非常重要的作用。高爐上的的物位測(cè)量點(diǎn)包括兩種介質(zhì)的測(cè)量:爐頂?shù)V料的物位測(cè)量和魚雷罐車的鐵水的液位測(cè)量。 
    但是,由于這些工況的過程溫度都非常的高(一般都超過300℃),高爐上的物位測(cè)量一直是個(gè)難題。長(zhǎng)期以來,各大鋼鐵制造廠商一直致力于尋找一種使用壽命長(zhǎng)、性能可靠、維護(hù)量低、測(cè)量度高的經(jīng)濟(jì)性的解決方案。 
    2002年,Siemens推出了Sitrans LR400型雷達(dá)物位計(jì),之后這款在固體測(cè)量領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能的雷達(dá)物位計(jì)不斷贏得客戶的青睞,*迅速增長(zhǎng)。經(jīng)過近幾年的不斷鉆研,Siemens公司將LR400應(yīng)用在高爐的物位測(cè)量領(lǐng)域,積累了大量寶貴的經(jīng)驗(yàn),并贏得了客戶的信任。

二、測(cè)量原理和產(chǎn)品介紹 
    Sitrans LR400型雷達(dá)物位計(jì)是*款專門針對(duì)粉狀固體的測(cè)量特點(diǎn)而研發(fā)的非接觸式雷達(dá)物位計(jì)。因此這款產(chǎn)品一經(jīng)推出后,其優(yōu)異的固體測(cè)量性能為其贏得了大量的訂單,尤其是在水泥、面粉等存在大量粉塵影響的工業(yè)中,表現(xiàn)出色,已經(jīng)成為很多客戶的產(chǎn)品。 
    2005年2月,Siemens公司為了進(jìn)一步擴(kuò)大LR400雷達(dá)物位計(jì)在固體物位測(cè)量市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì),推出了用于固體測(cè)量的雷達(dá)物位計(jì)固體型LR400。 
    LR400之所以能夠在固體測(cè)量領(lǐng)域取的如此優(yōu)異的業(yè)績(jī),這是因?yàn)椋?

    1、 它使用24GHz高頻微波作為測(cè)量信號(hào)。根據(jù)波的特性:速度=波長(zhǎng)*頻率,我們可以得知24GHz高頻的微波的波長(zhǎng)較其他頻段的雷達(dá)波的波長(zhǎng)要短的多。一般的講,固體料面的形狀是傾斜而且粗糙的,較小的波長(zhǎng)可以zui大程度上保證發(fā)射出去的雷達(dá)波能夠在粗糙的固體表面zui大程度地被反射回雷達(dá)探頭。 


    2、 采用FMCW(連續(xù)調(diào)頻)的工作原理(見圖)。FMCW的基本測(cè)量原理是:探頭同時(shí)進(jìn)行雷達(dá)波的發(fā)射和接受,類似通訊中的"全雙工";LR400采用了鋸齒型的微波,發(fā)射波和經(jīng)固體表面發(fā)射后形成的回波之間產(chǎn)生一個(gè)相位差,這個(gè)相位差通過一個(gè)快速傅立頁(yè)的轉(zhuǎn)換后,形成一個(gè)頻譜,而這個(gè)頻譜與雷達(dá)物位計(jì)測(cè)量的距離呈一個(gè)線性的關(guān)系。因此,通過對(duì)鋸齒波的相位的檢測(cè)即可得到一個(gè)高精度的物位信號(hào)。由于采用了FMCW的測(cè)量原理,使雷達(dá)波能夠*的"射"向測(cè)量介質(zhì),使其抗干擾能力加強(qiáng),"失波"的可能性降到zui低,從而提高了它的可靠性。 

    3、 它采用了四線制的設(shè)計(jì)。四線制的設(shè)計(jì)保證了儀表有足夠的功率來發(fā)射足夠強(qiáng)的能量來滿足惡劣的測(cè)量條件:LR400能夠測(cè)量介電常數(shù)低至1.5的介質(zhì)(自然界絕大部分的介質(zhì)的介電常數(shù)大于1.5);量程zui大可至50米。 
    4、 由于使用高頻的信號(hào),使其發(fā)射的角度可以做到zui小8度角,使LR400能夠zui大程度上避開固定干擾的影響。

    另外,推出的固體型LR400雷達(dá)在以前的基礎(chǔ)上,作了很多大的改進(jìn),使其能夠更好的滿足固體測(cè)量的需求。 
    1、 新了瞄準(zhǔn)器的設(shè)計(jì),并將瞄準(zhǔn)器作為新的固體型雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)配置,而不加任何費(fèi)用。瞄準(zhǔn)器可以保證LR400即使用于介質(zhì)表面傾斜角度較大的工況,介電常數(shù)較低的化學(xué)品粉末也能得到較強(qiáng)的信號(hào)。 
    2、 提供了2"、3"、4"三種不同尺寸的喇叭天線的選擇,能夠更好地滿足不同的現(xiàn)場(chǎng)的要求。 
    3、 改進(jìn)了LR400的固體算法,使它能夠?qū)iT適用于各種復(fù)雜的固體測(cè)量工況。 


    4、 由于采用了新的算法,使其導(dǎo)波性能得到很大的提高,因此增加了延長(zhǎng)管(zui長(zhǎng)至592mm的天線設(shè)計(jì))的選項(xiàng),使其能夠滿足一些安裝立管較長(zhǎng)、倉(cāng)頂過厚的安裝條件的工況。 
    5、 另外,設(shè)計(jì)了新的PTFE的平面防塵窗口,使它即使是在粉塵揚(yáng)氣非常大的工況中也能非常的穩(wěn)定的工作。

三、方案介紹
    如圖,在高爐的工況中,通常主要有三個(gè)測(cè)量要求物位測(cè)量:
    高爐料面測(cè)量;
    高爐布料倉(cāng)料位測(cè)量;
    魚雷罐鐵水液面測(cè)量。


    1、高爐料面測(cè)量。需要使用物位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)備添加到高爐內(nèi)的礦料,料位的控制需要保證料位維持在一定的高度,高爐料倉(cāng)的高度不可為空,否則無法保證布料倉(cāng)的礦料得到及時(shí)供應(yīng);也不可使料倉(cāng)料位過滿,導(dǎo)致溢出。一般這一測(cè)量點(diǎn)需要的測(cè)量范圍zui大約在5~6米左右。 
    2、高爐布料倉(cāng)的礦渣的料位測(cè)量的主要的困難之處在于:倉(cāng)頂頂部的溫度非常高,一般超過600℃;倉(cāng)頂?shù)捻敳亢穸容^大,一般約在1米~1.5米左右。

    如下圖的物位計(jì)安裝位置的出口溫度一般超過600℃。如果不加任何處理將LR400用于這一工況測(cè)量,由于LR400的標(biāo)準(zhǔn)型的測(cè)量過程溫度為200℃,高溫型的過程溫度為250℃,但是也不能滿足這個(gè)測(cè)量點(diǎn)的要求。如右圖,在試用了LR400后發(fā)現(xiàn),該表的發(fā)射電極遭到損壞。

    zui后,經(jīng)過反復(fù)的研究以后發(fā)現(xiàn),高溫主要有倉(cāng)內(nèi)的高溫介質(zhì)的輻射熱造成;因此利用LR400的導(dǎo)波特性,決定設(shè)計(jì)制作導(dǎo)波彎管來避開倉(cāng)頂安裝出口處的高溫氣體;另外,為了降低傳導(dǎo)熱的影響,整個(gè)導(dǎo)波管的長(zhǎng)度超過2米,使管內(nèi)高溫氣體能夠得到足夠的降溫管段。安裝了如圖的導(dǎo)波彎管后,發(fā)現(xiàn)安裝法蘭口的溫度小于100℃。 
    安裝了LR400后,經(jīng)過2~3星期的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后,物位測(cè)量結(jié)果基本準(zhǔn)確。 
    另外,值得一提的是,現(xiàn)場(chǎng)的工況比較惡劣,常用礦石掉落在現(xiàn)場(chǎng),由于LR400的標(biāo)準(zhǔn)配置是堅(jiān)實(shí)的鋁外殼設(shè)計(jì),因此即使如此惡劣的現(xiàn)場(chǎng)工況,LR400也不會(huì)存在任何問題。 


    3、對(duì)魚雷罐鐵水的測(cè)量。鐵水的溫度高達(dá)1000℃以上。但是由于測(cè)量的介質(zhì)是液體,因此主要需要解決的問題是如何解決高溫的問題。 
    在這一測(cè)量點(diǎn)上,我們應(yīng)用Siemens雷達(dá)物位計(jì)嘗試了三種不同的方法來解決高溫的問題,均取得良好的效果。 
    A、在加長(zhǎng)的安裝立管上安裝壓縮空氣通道,注入壓縮空氣以降低雷達(dá)液位計(jì)的喇叭天線口的過程溫度。 

    B、采用導(dǎo)波彎管的設(shè)計(jì),避開由于輻射引起的超高溫。 

    C、由于LR400的具有目前世界上zui小的發(fā)射角度(8°),因此,可以如上圖的安裝方式,使LR400的喇叭天線與安裝口保持一定的距離,以降低過程中的超高溫。

四、結(jié)束語(yǔ)

    在國(guó)內(nèi),因?yàn)楦郀t的料位測(cè)量比較特殊,所以一直沒有一個(gè)理想的解決方案。曾經(jīng)采用過的測(cè)量方案有:α射線物位計(jì)、激光物位計(jì)、投標(biāo)尺等測(cè)量方式。
    通過下表的比較,可以看出,雷達(dá)物位計(jì)在高爐上的應(yīng)用的可以充分固體型雷達(dá)的特點(diǎn),性價(jià)比是非常高的,而且通過多年的研究和試驗(yàn),LR400在這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)處于的地位,為高爐的物位測(cè)量應(yīng)用提供了一個(gè)客戶可以接受的較為理想的解決方案。

  LR400雷達(dá)物位計(jì) α射線物位計(jì) 激光物位計(jì) 投標(biāo)尺
測(cè)量方式 非接觸式,連續(xù) 非接觸式,
連續(xù)
非接觸式,連續(xù) 接觸式,
非連續(xù)  
一般,
存在人為誤差
降溫的方式 加壓縮空氣、
隔離、導(dǎo)波彎管
罐外安裝,
無需降溫
裝隔熱玻璃窗
高溫的影響
對(duì)人的危害性 極大
安裝要求 簡(jiǎn)單 難度大 對(duì)安裝要求高 簡(jiǎn)單
通訊信號(hào) 4~20mA,Profibus可選 4~20mA 4~20mA
維護(hù)量 基本免維護(hù)
zui大量程 50m,
量程可調(diào)
量程可通過加裝測(cè)量桿實(shí)現(xiàn),但費(fèi)用高 不超過30米
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)能力 鋁外殼,
堅(jiān)實(shí),
現(xiàn)場(chǎng)適用性強(qiáng)
一般 精密儀表,
適用性差   
適應(yīng)性強(qiáng),堅(jiān)實(shí)
使用壽命 長(zhǎng),一般按10年計(jì) 長(zhǎng),α射線源有衰減 短,一般約2~3年 一般
價(jià)格 一般 極貴 較低

 

 

 

 

西門子--SITRANS LR400雷達(dá)物位計(jì)在復(fù)雜工況中的應(yīng)用
 
  

序言
    化工行業(yè)對(duì)儀表的需求量非常大,但也是對(duì)儀表要求zui為苛刻的行業(yè)之一。由于在化工中往往會(huì)存在高溫、高壓/真空、腐蝕性強(qiáng)、粘度大、過程工藝復(fù)雜等要求,因此在很多化工領(lǐng)域中的依然存在很多無法解決的難題。本文介紹的就是Siemens的雷達(dá)液位計(jì)為解決一家化工廠的液位測(cè)量難題而作的一次成功的試驗(yàn),證明了其*的性能*可以應(yīng)用在化工領(lǐng)域中。

一、 背景
   
Sitrans LR400作為Siemens雷達(dá)物位儀表中的一款產(chǎn)品,其優(yōu)異的性能在水泥、電力、鋼鐵等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用并被證實(shí)為測(cè)量固體介質(zhì)的*選擇。
    但是,由于LR400在固體測(cè)量領(lǐng)域的突出表現(xiàn),使其很少應(yīng)用在液體測(cè)量領(lǐng)域,尤其是化工行業(yè)。這里介紹的是,LR400在化工行業(yè)中的一次應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中的令人吃驚的成功表現(xiàn)。

二、 工況介紹
    客戶為一家南方的醋酸纖維公司,測(cè)量的介質(zhì)是含有醋酸、水、各種礦碴等混合介質(zhì),主要特點(diǎn)是粘度極大,接近于瀝青;有大量蒸汽;壓力不到1Bar。以前該客戶一直使用雙法蘭差壓變送器來測(cè)量罐內(nèi)的液位,但是由于測(cè)量介質(zhì)粘度很大,因此這種測(cè)量方式的維護(hù)量很大,而且儀表的使用壽命很短。因此長(zhǎng)期以來,該客戶試用了很多物位測(cè)量?jī)x表,都無法很好地解決這一難題。
    基于LR400雷達(dá)液位計(jì)在瀝青的液位測(cè)量應(yīng)用中的很多成功的案例的原因,我們向客戶推薦了Sitrans LR400來解決這一難題。但是,由于其復(fù)雜的罐內(nèi)結(jié)構(gòu)和測(cè)量介質(zhì)的物理特性,無法采用安裝導(dǎo)波管等措施來改善測(cè)量效果。
    對(duì)于客戶提供的介質(zhì)情況看,介質(zhì)的特性(介電常數(shù))沒有很大的問題。由于雷達(dá)液位計(jì)是利用微波反射的測(cè)量原理,因此蒸汽對(duì)于雷達(dá)的測(cè)量沒有大的影響。在這一工況中,zui大的問題是其復(fù)雜的罐內(nèi)結(jié)構(gòu)(見下圖),如何避開罐內(nèi)復(fù)雜的加熱盤管來得到正確的液位測(cè)量值是這次試驗(yàn)的主要目的。


    該過程罐高約8m,直徑約3m左右,內(nèi)部有很多復(fù)雜的加熱盤管結(jié)構(gòu)。罐的底部和中間位置(離罐頂約4m)都有三層呈同心圓形狀排列的加熱盤管,zui大的圓形加熱管直徑約100cm,圓形加熱管之間的間距約20cm,上下圓形加熱盤管之間還有格柵連接;而且在離罐頂約1~1.5m的中間位置處,有兩根上下重疊的橫管。

 

三、 實(shí)驗(yàn)過程
    客戶在之前的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),LR400的測(cè)量停留在中間位置(離罐頂約4m)而無法測(cè)量的下面。
    對(duì)于這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的過程罐,即使是zui有經(jīng)驗(yàn)的工程師都不會(huì)有保證成功的信心。所以,這次實(shí)驗(yàn),無論是客戶還是作為Siemens來說,都沒有一定成功的把握。
    分析了客戶的實(shí)際情況后,發(fā)現(xiàn)安裝位置的選擇非常重要,zui后選擇的位置是在近圓心的位置,離圓心58~60cm的人孔,之所以不選擇中心位置,主要是為了避開中間的加熱橫管形成的固定干擾影響。
    在人孔上臨時(shí)安裝了LR400后,上電,在稍稍旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度后,令人驚奇的發(fā)現(xiàn),LR400能測(cè)量到自雷達(dá)液位計(jì)以下約6.8m的目標(biāo),用投尺從安裝位置測(cè)量罐的高度,測(cè)得7.7m,也就是說LR400已經(jīng)"突破"兩根橫管和*層的圓形加熱盤管的影響,測(cè)量到了zui底部的盤管。對(duì)于這個(gè)的結(jié)果,客戶和作為SIEMENS儀表工程師的我,都感到非常地"意外"。 


    在稍后的注水過程中,LR400在全過程中的表現(xiàn)依然穩(wěn)定且準(zhǔn)確。我用PDM全程記錄了LR400整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的回波圖形發(fā)現(xiàn),水位的回波信號(hào)非常強(qiáng),能夠從回波圖形中看到加熱盤管的干擾存在,但基本上對(duì)水位的回波信號(hào)的影響不大。


PDM所作的LR400回波圖形,紅色為TVT,X標(biāo)志為水位的回波信號(hào),前面的峰狀回波為干擾

    整個(gè)實(shí)驗(yàn)過后,客戶非常滿意LR400的表現(xiàn),也對(duì)LR400產(chǎn)生了很大的興趣。

四、 總結(jié)分析

    雖然,由于種種原因無法進(jìn)一步測(cè)試LR400的實(shí)際使用效果。但是,LR400在如此復(fù)雜的應(yīng)用,能有如此表現(xiàn),已經(jīng)是非常令人吃驚的了。
    之所以LR400能在這樣復(fù)雜的工況中表現(xiàn)出高人一等的性能,這是因?yàn)椋?
    1、 LR400的發(fā)射角很小,這次使用中采用的的型號(hào),只有9度的發(fā)射角,可以zui大程度的避開固定目標(biāo)的干擾。而一般型號(hào)的雷達(dá)發(fā)射角在13~20度左右。
    2、 LR400是一種采用高頻雷達(dá)波的FMCW(連續(xù)調(diào)頻)雷達(dá)儀表。其發(fā)射頻率為24GHz,根據(jù)波的特性:速度=波長(zhǎng)*頻率的公式,我們不難推斷出LR400的波長(zhǎng)相對(duì)于一般的低頻雷達(dá)(5~6GHz)來說,其波長(zhǎng)要小的多。
    那么,為什么波長(zhǎng)小,就能zui大程度上的減小固定目標(biāo)的干擾呢?
    打個(gè)比方,比如一般雷達(dá)波是籃球,而LR400的雷達(dá)波就好比是乒乓球。如果在一個(gè)固定干擾很多的地方,拋出籃球后,碰到干擾物被反彈回來的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于乒乓球的概率。這也是為什么LR400能過克服粉塵等影響,準(zhǔn)確測(cè)量固體粉料的原因之一。
    3、 加熱盤管的被"照射"面都是圓形的,當(dāng)LR400的微型雷達(dá)波遇到圓形的反射物時(shí),將會(huì)被很好的"發(fā)散"掉,而不是形成很完整的很強(qiáng)烈的回波。
    4、 選擇了合適安裝位置,盡zui大可能避開了固定目標(biāo)的干擾。
    5、 選擇了一定的角度,因?yàn)長(zhǎng)R400是一種頻率調(diào)制的雷達(dá)物位表,其發(fā)射出來的雷達(dá)波是呈花瓣?duì)畎l(fā)射,其能量分布是呈橢圓形的,而非圓形的,因此在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)了相應(yīng)的角度后使其橢圓形長(zhǎng)軸上的能量盡可能的避開了固定干擾的的影響。
    基于這次成功而又意外的實(shí)驗(yàn),我們有足夠的理由相信:如果能夠合理的選擇應(yīng)用LR400,它一定能在化工領(lǐng)域也能有更加出色的表現(xiàn)。

 

 

 

 

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