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                                                              静压式投入式液位变送器在水库水位测量中的应用案例
                                                               本文概述:
                                                                   水电站运行过程中乐鱼体育app|官网首页,要机组和水位保持平稳乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,安全地运行乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,对于水库内的水位及其他多个设施中的液位给予准确的测量是一个重要的工作乐鱼体育app|官网首页。涉及到水位测量的部位通常有水库水位乐鱼体育app|官网首页、拦污栅压差、集水井水位、压力水管道等中,由于受水位变幅乐鱼体育app|官网首页、信号传输距离乐鱼体育app|官网首页、测量精度、环境温度乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、设备布置条件及电站自动化设计水平等因素的影响乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,使电站水位测量系统优化配置乐鱼体育app|官网首页,保证其良好运行并能减少维护量乐鱼体育app|官网首页,提高电站运行的安全性和可靠性是水电工程中关键所在。本文针对于水电站采用的浮标式液位测量、投入式液位计压力仪表液位测量乐鱼体育app|官网首页、非接触式液位测量3种测量方式的优劣比对和一些新的测量装置的使用进行了探讨,以期帮助用户能够在选择合适的测量方法和测量仪表有的放矢。
                                                              投入式液位变送器
                                                                  水位测量仪表在水电站中主要应用于库区上、下游水位及机组进水口拦污栅前后压差和集水井水位测量乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页?乐鱼体育app|官网首页?馑坏淖既凡饬慷耘卸ê恿骼此榭龊褪占淖柿?、水库的经济调度具有十分重要的意义乐鱼体育app|官网首页。集水井水位的测量为保证电站水工建筑物安全运行提供必不可缺少的条件乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。因此优良的一次测量元件的选择与自动监控系统配套使用是保证水工建筑物安全稳定的基础乐鱼体育app|官网首页。
                                                                2 水位测量装置的应用
                                                                       迄今为止乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,已有多种水位测量装置应用在水电站工程中。80年代建成的龙羊峡水电站上、下游水位及拦污栅压差的水位测量采用了干簧管浮球式液位信号器乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页;90年代黄河上游建成的大多数电站自动排水系统采用浮子机械码盘测量装置测量水位乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页;90年代建成的黄河大峡、李家峡等水电站,集水井水位控制采用多连杆电极式水位计乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。
                                                                2.1 浮标式液位传感器
                                                                2.1.1测量原理
                                                                       浮标式液位传感器主要由浮标(浮子)乐鱼体育app|官网首页、重锤乐鱼体育app|官网首页、测绳(或连杆)、测量轮、编码器(电动同位器)乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、传输设备等部分组成乐鱼体育app|官网首页。传感器安装在现场设的测井上乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,水位升降带动浮子,通过测绳和重锤带动挂轮转动乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,再通过变速乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,使接触式轴角编码器转动乐鱼体育app|官网首页,从而使传感器输出随水位变化的数字量(格雷码),传感器通过多芯电缆与中控室的数据处理器相连乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,处理后实现显示乐鱼体育app|官网首页、报警等功能乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,同时可以配置现地显示装置乐鱼体育app|官网首页。
                                                                2.1.2浮标式液位法的优缺点
                                                                       电站上乐鱼体育app|官网首页、下游水位及拦污栅压差的测量以前主要采用浮标式液位进行测量乐鱼体育app|官网首页,该方法的优点是抗干扰能力强乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,传送编码不存在信号衰减问题,对电磁干扰和电路串扰具有良好的抑制作用,基本满足设计需求乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。现场测量设备体积庞大乐鱼体育app|官网首页,需要接触并浮于水面,安装复杂乐鱼体育app|官网首页,调试困难乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页;在多泥沙河流,漂浮物较多的地方乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,测井易堵塞,浮子容易发卡乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页;维护工作量大乐鱼体育app|官网首页,工作人员要经常调整钢线和码盘乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,以确保测量精度;码盘机械制造精度要求较高乐鱼体育app|官网首页,且需要
                                                                耐磨损、高强度材料;与水接触的浮子要求采用高级防锈乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、防污材料乐鱼体育app|官网首页。
                                                                2.2投入式液位传感器
                                                                2.2.1测量原理
                                                                       投入式液位变送器测量主要用于电站集水井水位测量乐鱼体育app|官网首页,也可以用于电站上、下游水位及拦污栅压差的监测。投入式液位变送器主要由静压探头乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、导气电缆乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、变送器组成,通常变送器的安装在测量介质的上方乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,将静压探头投入液体中乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,液面至探头的垂直高度乘以液体的比重形成的静压作用在探头上乐鱼体育app|官网首页,探头输出相应的信号乐鱼体育app|官网首页,由导气电缆传输给变送器乐鱼体育app|官网首页,经放大后输出标准的直流电流4~20mA乐鱼体育app|官网首页,同时可以配置现地显示装置乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。
                                                                       根据静压探头测量原理的不同乐鱼体育app|官网首页,压力传感器可以分为CVD感应电容乐鱼体育app|官网首页、CCS陶瓷电容传感及石英晶体压力传感等乐鱼体育app|官网首页,测量方式可以分为探孔受压膜片和平齐隔膜受压乐鱼体育app|官网首页。后来生产的RZ-JY500系列投入式液位变送器与以前投入液位传感器的不同点是变送器的核心部件是陶瓷电容传感器(CCS),其提供了平齐的隔离膜,避免了传感器阻塞乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,并确保极低的滞后,小的输出漂移和高重复性。此种投入式液位变送器的测量原理也是把与液位深度成正比的液体静压力准确测量出来,并经放大电路转化成标准电流(或电压)信号输出,建立起输出电信号与液体深度的线性对应关系乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,实现对液体深度的测量乐鱼体育app|官网首页。
                                                                2.2.2投入式液位变送器测量方法的优缺点
                                                                       该方法的优点是安装方便乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,占地较小,适应各种恶劣情况乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,抗干扰能力强乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,CCS陶瓷电容传感器对结垢(例如钙)无影响乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,避免因水质结垢而引起测量不可靠乐鱼体育app|官网首页。其大的传感器飘移只有0.025mm,长期稳定性较好乐鱼体育app|官网首页,长时间使用无须维护保养乐鱼体育app|官网首页。
                                                                       测量精度可以达到0.1%FS乐鱼体育app|官网首页,石英晶体压力传感器精度甚至可以达0.01%FS乐鱼体育app|官网首页,测量范围可以达到0~100m左右。投入式液位传感器测量信号4~20mA,传输距离可以达到100~300m乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,传送信号不存在信号衰减问题乐鱼体育app|官网首页,如果用于电站上、下游水位及拦污栅压差监测远距离传输乐鱼体育app|官网首页,信号输出和接入必须加调制解调器。另外探头与接线盒间的通用电缆不可对折,否则造成空气通道堵塞而无法传导正确的实际大气压力, 使测量元件不能准确测量乐鱼体育app|官网首页。
                                                                2.3无接触式液位测量
                                                                       无接触式液位测量主要由电子单元(发射器)乐鱼体育app|官网首页、数模转换元件乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、波导管乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,测量时由主机电子单元发射高频电磁波脉冲乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,经由声头转换为低频声波(超声波测量)乐鱼体育app|官网首页,或直接沿波导管向下传播(导波雷达测量)乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,以声速(超声波测量)或光速(导波雷达测量)传播乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,遇到液面后反射回去乐鱼体育app|官网首页,被膜片吸收后转换为电信号乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,通过计算反射时间即可以测量液位乐鱼体育app|官网首页,经过处理后既可以提供模拟量,也可以提供开关量。
                                                                       由于目前水电站多采用浮子式液位计或投入式液位计来进行水位测量乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。在龙羊峡、李家峡电站应用后发现测量精度低乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,不可靠乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,经常出现浮子卡死不动和传感器堵塞导致测不准的现象乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,且电站工作人员维护工作量大乐鱼体育app|官网首页,安装乐鱼体育app|官网首页、调试不便乐鱼体育app|官网首页,采集到的仅是模拟告警信号乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,不能直接进入电厂计算机监控系统。脉冲发送和接收之间的时间(声波的运动时间)与换能器到物体表面的距离成正比乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,声波传输的距离S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示:S=C×T乐鱼体育app|官网首页,例如:声速C=344m/s乐鱼体育app|官网首页,传输时间为100ms乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,即可算出传输的距离为34.4m乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,测定距离为17.2m乐鱼体育app|官网首页。无接触式液位测量装置能够精确地测量脉冲的返回时间,测量精度甚至可以达到±1mm,免维护,零漂移乐鱼体育app|官网首页。使用超声波水位测量采集到的数据由于是数字信号,可以很方便的实现由PLC对采集量进行处理,并且把实时水位和压差数据送到中控室乐鱼体育app|官网首页,显示和越限报警乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。采用RS422/RS232接口还可以把实时数据送到大坝集中控制室工控机乐鱼体育app|官网首页,处理成计算机通信报文,终将采集量送到电厂计算机监控系统上位机乐鱼体育app|官网首页。
                                                                结束语
                                                                       根据多年的实际经验及已建电站的反馈信息乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,一般情况下,如果电站上乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、下游水位变幅较大(>50m),应选用浮标式液位传感器的方法乐鱼体育app|官网首页。如果电站上乐鱼体育app|官网首页、下游水位变幅较小乐鱼体育app|官网首页,可以选用RZ-JY500投入式液位变送器测量乐鱼体育app|官网首页。如果经济情况允许乐鱼体育app|官网首页,测量精度有特殊要求乐鱼体育app|官网首页,建议选用无接触式液位测量—导波雷达测量仪,其精度可以达到1mm乐鱼体育app|官网首页,不受任何外界因数的影响乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,零漂移乐鱼体育app|官网首页,适用于各种环境乐鱼体育app|官网首页,而且安装检修极其方便简单乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页,免维护乐鱼体育app|官网首页。
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