浮子式液位計的測量原理以及原位校準(zhǔn)誤差修正
發(fā)布時間：2022-02-28 23:49:05
在過程控制中，液位儀表通常用于液位檢測。近年來，由于液位儀表精度的不斷提高和液位測量自動化的要求， 液位儀表在液位測量領(lǐng)域得到了**的應(yīng)用。浮子液位計因其精度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便而**應(yīng)用于油庫、貨船、造紙等行業(yè)。
側(cè)裝式磁翻板液位計浮子液位計的結(jié)構(gòu)如下圖所示， 當(dāng)液位計的傳感器工作時， 傳感器的電路部分將在波導(dǎo)線上激勵脈沖信號， 當(dāng)信號沿波導(dǎo)線傳播時，波導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生脈沖磁場。液位計的傳感器導(dǎo)桿外裝有浮子， 浮子可隨液位變化沿導(dǎo)桿上下滑動。浮子內(nèi)部有一組永磁體。
當(dāng)脈沖磁場與浮子產(chǎn)生的磁場相遇時， 浮子周圍的磁場發(fā)生變化，因此由磁致伸縮材料制成的波導(dǎo)線在浮子位置產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波脈沖， 該脈沖以固定速度沿波導(dǎo)線傳回，并由超聲波傳感器檢測。通過測量脈沖信號和扭轉(zhuǎn)波之間的時間差，可以準(zhǔn)確地確定浮子的位置， ，即液位的位置。
浮子液位計的現(xiàn)場校準(zhǔn)是一項(xiàng)創(chuàng)新性工作。液位計測量值的準(zhǔn)確性直接影響到交易交接。因此，我們應(yīng)該充分分析現(xiàn)有的誤差，盡量減少誤差；從校準(zhǔn)裝置和校準(zhǔn)原理來看，浮子液位計現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置的主要誤差來自以下幾個方面：頂板傾斜引起的誤差，測距軸與鉛垂線不平行引起的誤差，以及溫度影響引起的誤差。下面逐一分析這三個因素。
頂板傾斜誤差和校正方法；如圖1所示，浮球提升裝置的頂板在提升過程中會傾斜，導(dǎo)致高度測量誤差。為了真實(shí)模擬浮子隨液位升降的變化，頂板應(yīng)保持水平，浮子在上下移動過程中可保持垂直滑動。然而，由于提升裝置的工作誤差和液位計導(dǎo)桿的不垂直度，頂板傾斜。因此，高度值應(yīng)根據(jù)頂板的傾斜度進(jìn)行補(bǔ)償，以減少頂板傾斜引起的誤差。
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提升裝置頂板的傾斜誤差；校正方法如下：將前后頂板之間的夾角設(shè)為β，然后，根據(jù)棱鏡中心到浮子中心的距離L，頂板的傾斜誤差由公式（1）γ得出。γ=L×sinβ（1）II。測距軸與鉛垂線不平行的誤差及校正方法液位計的測量對象是液位的高度，液面屬于重力面，因此液位計導(dǎo)桿上浮子的自由升降線是鉛垂線，所以測距軸也應(yīng)該平行于鉛垂線。如果測距軸與鉛垂線之間存在夾角，則應(yīng)校正高度值。
測距軸傾斜誤差；從圖2開始，當(dāng)測距軸與鉛垂線不重合時，液位H的測量不準(zhǔn)確，即，兩個Δ之間存在差異，具體的校正公式見公式（2）Δ=L-H=L-Lcosα（2）式（2），未知α是指測距軸與鉛垂線之間的傾角。通過使用安裝在測距儀Δ三中的二維電子測斜儀進(jìn)行測量和計算，可以獲得差值。溫度引起的誤差影響及其修正方法在現(xiàn)場測量過程中，浮子式液位計的導(dǎo)桿受環(huán)境溫度的影響會發(fā)生膨脹和收縮。因此，在實(shí)際測量之前，有必要測量環(huán)境溫度并修正*終測量結(jié)果浮子式液位計導(dǎo)桿的熱膨脹和冷收縮程度與導(dǎo)桿的材料有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，普通船用鋼是*常見的，因此修正公式為LT=LC×[1+α（t-tc）]（3），式中：LT——溫度修正后的導(dǎo)桿長度，m；LC——浮子液位計現(xiàn)場校準(zhǔn)期間的導(dǎo)桿長度，m；T——實(shí)際使用時測得的溫度，℃；Tc——現(xiàn)場標(biāo)定時浮子液位計的溫度，℃;α——導(dǎo)桿材料的線膨脹系數(shù)，α=0.000012℃。
浮子液位計的現(xiàn)場標(biāo)定是一項(xiàng)創(chuàng)新性工作。液位計測量值的準(zhǔn)確性直接影響到交易交接。因此，我們應(yīng)該充分分析現(xiàn)有的錯誤，并盡量減少錯誤。以上校正方法比較全面，但由于浮子液位計校準(zhǔn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，具體問題需要詳細(xì)分析。
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