微壓力液位變送器在二次供水中的應(yīng)用

摘要:通過實(shí)驗(yàn)論證了微壓力液位變送器在水箱液位檢測(cè)中的可行性，并分析對(duì)比了這兩種類型液位變送器的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng),為微壓力液位變送器替代投入式液位變送器在二次供水中的應(yīng)用提供了依據(jù)。
　　在二次供水領(lǐng)域,供水水箱的液位數(shù)據(jù)是控制水箱補(bǔ)水和超低水位安全保護(hù)的重要信號(hào),關(guān)乎整個(gè)二次供水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),是涉及民生的大事。目前，在二次供水領(lǐng)域廣泛使用投人式液位變送器采集液位信號(hào),由于受其安裝方式的影響,存在檢修維護(hù)不便和液位信號(hào)波動(dòng)大的問題,因此探索使用側(cè)裝式微壓力液位變送器代替投人式液位變送器采集液位信號(hào)具有更為重要的意義。
1投入式液位變送器的應(yīng)用
　　投人式液位變送器安裝在水箱的頂部,探頭經(jīng)線纜伸到水箱底,如圖1所示。由于投人式液位變送器性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便,它是目前為止普遍接受的選擇,應(yīng)用非常廣泛。
　　但是,水箱頂部距泵房頂空間較小,當(dāng)投人式液位變送器需要維修或更換時(shí)，作業(yè)人員需要到水箱頂作業(yè),操作極為不便;此外，為便于更換，安裝投入式液位變送器時(shí)探頭不固定,受到水流沖擊時(shí)其容易擾動(dòng)造成液位數(shù)值的偏移,進(jìn)而造成系統(tǒng)誤動(dòng)作，對(duì)系統(tǒng)控制極為不利。
2微壓力液位變送器應(yīng)用的可行性
2.1微壓力液位變送器的原理
　　微壓力液位變送器其實(shí)質(zhì)是采用壓力變送器來間接地測(cè)液位,如圖1所示。實(shí)際上,壓力變送器安裝在水箱距底部--定高度的側(cè)面,根據(jù)帕斯卡定律,其探頭檢測(cè)到的實(shí)質(zhì)是檢測(cè)點(diǎn)處的壓強(qiáng)值。水箱側(cè)壁處檢測(cè)點(diǎn)的壓強(qiáng)同該點(diǎn)至液面的高度存在以下關(guān)系:
H=P/ρg(1)
　　式中:H為檢測(cè)點(diǎn)距液面的高度(m);P為檢測(cè)點(diǎn)的壓強(qiáng)(Pa);ρ為液體的密度(kg/m³);g為重力加速度(m/s²),取9.8。通過對(duì)檢測(cè)點(diǎn)壓強(qiáng)值的換算即可得到當(dāng)前.檢測(cè)點(diǎn)同液面的高度值,再加上檢測(cè)點(diǎn)距水箱底的距離H0即可得到水箱的實(shí)際液位值。
 
2.2微壓力液位變送器的可行性分析
　　為了驗(yàn)證微壓力液位變送器的可行性,特搭建1個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信號(hào)采集原理如圖2所示。采用側(cè)壁安裝的方式在同一高度安裝3塊不同精度的微壓力液位變送器(實(shí)質(zhì)為壓力變送器),在水箱頂部安裝1塊投入式液位變送器,采集的信號(hào)全部傳輸?shù)娇刂乒瘢ㄟ^程序運(yùn)算將壓力變送器采集的數(shù)據(jù)換算成對(duì)應(yīng)的液位值,同時(shí)可采用鋼尺測(cè)得水箱的實(shí)際液位標(biāo)準(zhǔn)值。各變送器對(duì)應(yīng)的液位值可從人機(jī)界面上讀取和下載。
 
　　設(shè)定系統(tǒng)每1s采集1組數(shù)據(jù),通過采集水箱水在靜止(水泵靜止時(shí))和震蕩(水泵補(bǔ)水時(shí))2種狀態(tài)下的液位值,并隨機(jī)截取30s的數(shù)據(jù)繪制成曲線,如圖3-4所示。
 
由圖3--4曲線可以得出如下結(jié)論:
(1)利用微壓力液位變送器方式測(cè)液位正確性和穩(wěn)定性高,是完全可行的。
(2)在水箱水靜止的狀態(tài)下,微壓力液位變送器和!投人式液位變送器檢測(cè)數(shù)值的穩(wěn)定性和正確性都比較高。
(3)在水箱水震蕩的情況下，由于投人式液位變送器探頭不固定,波動(dòng)較大,不同精度微壓力液位變送器數(shù)值波動(dòng)明顯低于投人式液位變送器。
3微壓力液位變送器應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)
　　綜合考慮以上數(shù)據(jù)分析結(jié)果及實(shí)際應(yīng)用需要,采用微壓力液位變送器的方式測(cè)液位,其優(yōu)缺點(diǎn)如下:
3.1優(yōu)點(diǎn)
(1)測(cè)得的液位值受水流沖擊影響小,正確性和穩(wěn)定性高。
(2)采用水箱側(cè)壁的安裝方式,便于檢修和維護(hù)。
(3)同精度等級(jí)的微壓力液位變送器比投人式液位變送器成本低。
3.2缺點(diǎn)
　　若直接采用壓力變送器測(cè)液位,則需要在系統(tǒng)程序中增加壓力值向液位高度值換算的計(jì)算步驟，并考慮安裝高度值H;若采用自帶換算功能的壓力變送器(顯示液位高度值)測(cè)液位,則無需換算步驟，但仍需要考慮安裝高度值H0。
4結(jié)論
　　微壓力液位變送器的應(yīng)用,可以從根本.上解決傳統(tǒng)投人式液位變送器監(jiān)測(cè)數(shù)值波動(dòng)大造成的不準(zhǔn)確和檢修維護(hù)困難的問題。雖然需要通過控制程序?qū)ΡO(jiān)測(cè)數(shù)值進(jìn)行換算,但對(duì)于工程單位而言,只需統(tǒng)-安裝尺寸和標(biāo)準(zhǔn).便可解決這一一問題。液位變送器作為二次供水控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,此種監(jiān)測(cè)方式的變更對(duì)于保證二次供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。在二次供水日趨智能化的今天,保證監(jiān)測(cè)液位數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性是必然的要求,所以使用微壓力液位變送器取代投人式液位變送器也是必然的趨勢(shì)。