ELL系列外测液位仪及其应用

   西安定华电子有限公司研制开发的ELL系列外测液位仪,利用振动分析原理,从容器外部测量液位,不接触介质,真正实现隔离式测量,彻底解决了石油化工等领域的液位测量难题,使之更安全、更方便、更环保。ELL系列外测液位仪1997年开始试生产,在实验中不断改进完善,于2000年正式推向市场。该产品一经上市,立即引起石油、石化、化工企业的极大兴趣,认为是“液位测量的一场技术革命”,并认为“必将开创仪表发展的新思路”。短短几年内,已在哈萨克斯坦等国内外石油、化工、制药、电力等领域上百家大中型企业使用,得到一致好评,并被许多单位指定为压力容器液位测量专用仪表。2003年12月,该技术通过了由中国石油和化学工业协会、中国石油和化工自动化应用协会联合主持的技术成果鉴定,鉴定专家一致认为其测量方法属世界首创,技术居国际领先水平。

    1　测量原理

    该外测液位仪与目前国内外使用的在容器或其连通器内部探测液位的仪表原理均不相同,它是利用无害的微振动原理,从容器壁外侧液面以下位置连续测出的微小振动,计算出液面的精确高度。因该仪表完全不接触容器内的液体和气体,可广泛用于各种容器内液面和界面高度的连续精确测量。

    由于从容器壁外侧检测的微小机械振动波形特性是由液体振动特性和容器振动特性决定的,此振动波形经专用算法处理后可得到液位特征量y。液面的测量高度h_m、y与液体温度t之间用数学模型表述为

    h_m=h[f(a,t)y]            (1)

式中　a———液体特性系数。

    利用此原理通过测量头敏感器件检测容器壁上微小振动,变为电信号传入仪表主机。在主机内将信号变为数字后送入CPU,并经过专用算法计算出液面高度。

    由于采用了该公司的多项专有技术,所以液罐上的电机振动、碰撞敲击、进液冲击等各种振动干扰均不会影响测量。该仪表抗电气干扰能力极强,可在很宽的液体温度范围内和恶劣的环境条件下长期、可靠、精确、稳定地工作。

    式(1)t随进液温度、进出液数量、环境气温变化而变化,a随液体成分的变化而变化,这些变化会引起测量误差。外测液位仪用自动校准技术消除这些误差。自动校准技术是用校准测量头测量设在罐内校准管内的固定液柱长度的液位特征量y0。因为校准管侧壁开孔与罐内液体连通,校准管内充满液体,校准管上端用端盖封口,因此,其内的液柱高度等于校准管长度h0。校准管内液体的成分、温度与罐内液体一样,它的特征系数a0和温度t0数值分别与a,t相等。于是由式(1)可以导出