文章编号：1006-883X（2003）12-0031-02 智能超声波液位测量系统在罐区液位测量中的应用 刘立中 摘要：本文以广州石化乙烯罐区的具体应用为例，介绍了ZWCK-1型智能超声波液位测量系统的工作原理及在罐区液位测量中的应用。 关键词：液位；超声波；探头；传感器；联锁 中图分类号：TP212.1 文献标识码：A 一、前言 智能超声波液位传感器开关是近年来开始普及应用的物位测量仪表，它采用与介质无接触的测量方式，具有安装方便、故障率低、维护容易、精确度高等特点，且不受介质影响，适应性广。 广州石化乙烯罐区原来采用CYK-1型非插入式防爆超声液位传感器开关对罐的液位进行限位报警， 并连接联锁装置，进行自动化控制，但由于该型号的超声波开关采用的是模拟技术，故障率较高，经常出现误报警及闪报现象，严重影响了装置的安全。因此，为确保安全，按照中国石化集团公司下达的“罐区标准化整改通知”要求，我们采用ZWCK-1型智能报警外贴超声波液位开关对罐区的液位报警、联锁系统进行了整改，使球罐单独具有高位报警和带联锁的高液位报警功能，改造过后，装置故障率明显下降，精确度提高，维护量与备件费用降低，安全性大大提高。 二、智能超声波液位传感器开关的工作原理及特点 1、工作原理 ZWCK-1型智能报警外贴超声波液位传感器开关是河北珠峰仪器仪表设备有限公司与中国科学院声学研究所联合研制生产的专利产品，是一种新型的液位测量报警系统。它主要由两个探头传感器、防爆接线盒、匹配器、二次表等部分组成，系统配置图如图1所示。探头传感器紧贴在容器外壁需限位的位置，一个探头向容器内发射超声波，另一个探头接收超声回波，并将检测到的回波信号经匹配器匹配后传送到位于安全区的二次表处理。二次表可以处理8路液位信号，当液位超限时，信号处理电路产生一个报警信号，此信号被二次表内的CPU采集，记录下报警瞬间的日期及时间，并发出声、光报警信号提醒操作人员采取相应的措施，以确保安全生产。二次表还能记忆并调节显示报警发生、确认及恢复正常的时间，为分析报警事件产生的原因和操作员是否及时妥当进行处理提供了科学的依据，同时二次表还具有报警继电器触点输出和RS-485接口，可将液位超限信号送到上位机或连接联锁系统，从而实现自动化管理。 2、主要特点 ·罐外安装，不需穿孔，不需动火，不损伤罐体，可以在不停产情况下安装、使用、维护、修理，体积小，安装方便。 ·外贴测量，对罐内液体不产生干扰，无泄漏、无污染、无腐蚀。 ·非插入式测量，与被测介质的压力、温度、密度、有无腐蚀性无关，适应范围广。 ·报警采用单片机控制，具有报警发生、确认、恢复正常的日期、时间、次数的存储记忆功能，并可以调显。 ·具有继电器常开或常闭报警输出，可控制联锁系统或通过 RS-485接口与上位机通信。 ·具有掉电数据保护功能。 3、主要技术指标 测量重复误差： ±2mm 探头环境温度：-30～+80℃ 二次表环境温度：-20～+60℃ 报警方式：声、光及继电器触点报警 输出触点：常开或常闭、容量 DC24V/1A 报警记忆量：8路 ，各9 组 供电： AC220V 三、智能超声波液位测量系统的安装、使用及维护 根据测量要求，将智能超声波液位传感器的探头安装在需要报警的测量高度处。两个探头应安装在需要限位的同一水平线上，相距2.5m。防爆接线盒安装在罐体底部合适的位置上，并将匹配器螺丝拧到防爆接线盒的一个引线上。将二次表安装在安全区控制室内的仪表盘或控制柜内，其表头相应的接线端子上接入四芯屏蔽电缆，组态控制系统信号线（DI输入）则接在其表后的无源触点（常开/常闭）上。检查接线及探头等设备安装无误后，即可启用该系统。 可以通过二次表面板上的自校键检查设备工作是否正常。当被测液位达到或超过高位报警限位时，相应报警灯亮，同时发出报警蜂鸣声，按消音键，蜂鸣声停止；当二次表报警时，其表后的常闭触点自动断开，常开触点自动闭合，通过此处触点，DCS系统可采集和处理报警信息，或直接与联锁装置相连，实现联锁的自动控制。 如果发现二次表发生误报警时，可以注意如下几点： 1、检查此时罐内的液位高度，排除假液位造成的误报警； 2、检查二次表的接线是否有断线或短路现象； 3、检查传感器部分是否有松动或脱落现象，使传感器与罐体的接触不良，影响传感器的工作； 4、检查防爆接线盒是否进水，影响设备的正常工作； 5、检查系统的屏蔽情况是否良好。 四、应用效果 采用智能超声波液位测量系统进行改造后，设备的故障率、维护量、备件量等都大为降低，投用半年来，只发生两次误报警。第一次是02年11月2日，TK622罐出现误报警，故障是由于匹配器损坏造成的。该种匹配器为老型号产品，在生产过程中，极少数几个由于铸造过程中温度较高而引起焊点虚焊，造成故障，现全部更换为性能稳定的新型号匹配器，出现类似的故障可能性很小。第二次是03年1月8日，TK623罐出现误报警，检查发现故障是由探头后座的压紧螺栓松动，造成探头与罐壁之间接触不良引起的，经重新安装并紧固螺丝后，故障消除。对其它罐的超声波液位开关探头进行全面的检查，情况良好，未发现类似现象。现在，罐区已达到中国石化集团公司下达的“罐区标准化整改通知”要求，符合投用联锁的条件，罐区系统的安全性和稳定性大为提高。 The Application Of Smart Ultrasonic Liquid Level Detecting System In Tank Yard 刘立忠:中国石化股份有限公司广州分公司仪控中心仪表工程师，主要从事DCS、PLC系统及现场仪表的应用、维护与设计管理工作

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