超声波物位计在干式煤气柜上的应用

　　0　引言

　　济钢燃气厂现有50 000 m3干式煤气柜两座,原通过柜体上的标尺粗略地目测柜体高度来检测柜体容积,估计柜体内煤气的体积。由于目测的局限性,方法原始,测量结果很不精确,严重影响了煤气的均衡使用,并存在着极大的不安全因素。因此,采用新技术精确地检测柜体内煤气的体积,已是迫在眉睫。

　　1　方案确定

　　2000年3月,我们成立了干式煤气柜柜位自动检测的专题科研组,针对该检测系统的特点,对国内外同行业进行了细致的调查研究,结合当今世界成熟、性能价格比较高的新产品,确定了方案:主体设备采用日本横河电气株式会社及松岛株式会社的产品,用非接触式超声波检测仪,将超声波检测信号进行变换分配,送往彩色无纸记录仪,在本地值班室及煤气调度中心进行显示。还可根据工艺要求设定上下限报警,既能远传又可与电气部分联锁,实现煤气的自动控制。该系统最大优点是安装简便,便于实施,安全可靠。

　　2　检测系统的设计

　　2·1　系统的构成

　　在每座气柜顶部安装超声波测试仪探头,气柜活塞上安装了5 m×5 m的波形反射板。超声波测试仪将检测信号进行变换及分配,送往彩色无纸记录仪本地值班室显示及煤气调度中心显示。系统构成见图1所示。

　　(1)超声波物位仪　VEGASON　87FV　2台100% (20 Ma) ~50 m;0% (4 Ma) ~47 m;测定范围　0~42 m。

　　(2)变换器　VEGAMET　614V　2台

　　1路电流输入4~20 mA;

　　2路电流输出4~20 mA;

　　2路电压输出0~10 V;

　　2个继电器输出。

　　1个DISBUS接口,可以通过装有软件的PC机与VEGAMET联接,进行系统调试。另外,还有高清晰度的LCD显示面板及操作按钮。

　　(3)分配器　JH12　2台

　　输入　4~20mA　1路;

　　输出　1~5 V　2路。

　　(4)彩色无纸记录仪　VR204　2台

　　输入　1~5 V　2路;

　　信息存储周期　125 ms;

　　记忆时间　32 h。

　　(5)波形板　5 m×5 m　2块。

　　2·2　工作原理

　　本系统测距是由超声波发射探头发出超声波,超声波在介质中传播到被测物体(波形板),产生反射。由接收探头接收反射波,探头到被测物体的距离由超声波的传播时间和声速确定,其原理公式为:

　　S = c t/2

　　假定声速c在同一介质中为常数,距离S的值可通过对超声波传播时间t的测量而得到。由于传输介质的影响,如温度等,声速c会发生变化,在精确测距中是不可忽略的,为此要对声速进行补偿,在本系统中设置了完全补偿,补偿原理如下: