自制电容液位计原理及误差分析

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年第 2期

自制电容液位计原理及误差分析

一 可¨ 1【要】介绍一种为避免被测介质汽化而自摘制的电客液住计原理，着重分析【了其误差分解庚方法。 \.。●。一 _ ●。● . 【关麓词】测量筒电容误差●●_一●l●一

. , f\‘

1工作原理在石油化工企业，经常遇到烃类等易挥发性介质的液位测量。通常都采用浮球液位计，沉筒液位计，以及改变配管方式、加伴热等措施来进行测量。 而佳术斯万吨环氧乙烷工程，设计院将此类液位计量设计成如图 l所示型式：

测量筒采用图 2所示结构。在一根不锈钢管内，同心地插一根不锈钢管，忽略边缘效应(》 D, L ) 则液位为 0时，

一

蔫 ( L K春’式中：为气相介质介电常数；￡ 0 D为外钢管内径； d为内钢管外径。 当液位变化/H时，"C=C+AC L (- ) o=l+K E 0△H￡

因此，用此测量筒就可以把液位的变化转变为电容的变化。同时，由于测量筒紧挨设备安装，外加保温就可避免筒内介质的汽化液化，克服了原变送器的缺点。卜-罐{、负、贮 2卜正压洲导压管；

3电路原理

4- E C - C C型差压变进器。 - 图 1差压变送器液位测量原理茼图

在系统投入运行正常工作一段时间后，液位就会飘移，经分析得知，由于正压侧介质汽化或负压是测介质液化造成的。鉴于此，我们将原 C C E C型差压变送器膜盒去掉，上自制的测量筒，换利用原差压

变送器放大板制成了一种液位计，满足了生产需要。

2测量筒简介

图 3电路原理示意图

, 一：■图 2测量筒结掏简圉

如图 3所示，电容 C、被加上一个可控高频 振荡电源。振荡角频率 m保持恒定，高频振荡供电 电压 et (变化以保证 (+ =Im( ) i i . ) o a常数)而(一￣, i . )傲为电路的输出。因此：; et i () l = 2() et 因为 i+i=Ix:叫 c+ )(】 2 cn (】 et t )

故：(=I m,e+ 2 et c/ (l c) ) o o—

=[ c一c)() c一c) o (￣ 2 1 2】et=(2】I m/c+c), ( c

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2O年第 2 OO船

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我们将 C换居一固定电容，电容值等 (其即一

I m a D AH( e (一￡) o H一△H )

L, )将换成测量筒电容。这样，液位为 0当

[E+(一 DAH[ o+(一 DH 2 L￡￡)]2 L￡￡)] o E×

时， ,出为 0当液位增加时，增加， C:输； 电路输出增加。当液位为 H时，调整满量程旋钮，使电路输出达满量程电流。这样，我们就把液位的变化转变为电路输出电流的变化。

仪表精度等级为：l o% o

我们测量的烃类介质，乙烯、如丙烯等，￡ 一般取值都在 I0 I3 .、.左右，因此，我们将=I0￡ .、=

4误差分析原 CC E C差压变送器 C、为差动电容， C 即 .

13 .代人得

+=常数， 而改造后 C+≠常数，。由此产生了误差。

仪精等为岂表度级： 又因为 2》 0 3 H L .A

×0 1 0%

根据单元组合仪表原理可知，电路理论输出应为：

故精度等级近似为： .— AH×1% 0— (一—3 H H- ) 0 A 0通过多次试验发现，大误差发生在 I 2附最 - I/

(+= i ) i ic k J Im o

。 AC

式中： nx aC￣为液位为 H时电容变化最大值即K￡ DH (一 ) ￡

近，将AH=/代入得仪表精度等级为 35 H2 .%。另外，变送器放大电路还有非线性调节电位器， 可调整非线性误差，使精度可上升至 2 %。

而实际输出应为：(+一= i iu 2 )

5结论’ C A’

I m e o

则误差E= Io c m。

变送器改造后，应用于试车过程，稳定性不错， 不再出现液位飘移，满足了试车要求。但精度等级偏低，生产时尚需改进。改进办法是：将受控高频振

△ C’

I cm o

AC

I m ( m x e aC AC a—AC o )一( c+AC (+aC a) 2D )2, x m

荡电压改为恒定，精度会大大提高。 作者简介待斌山：佳木斯市热电厂 .程师邮蝙：5(3工 14 ) X

谢表开：佳木新合成对料厂 .工程师。邮蝙： 40 1 (4 5]丰云龙：佳木新合成对料厂、助工。邮蝙： 40 1 (4 5](稿日期： 收∞0卜—5 0)

将 c=K0、 D￡LAC= (一 DAH△0nc ( K￡￡)、 a=K￡ )一

￡) D

H代入上式得：

(接第 2员 )上， 2l

在水泵上的应用是代替使用阀门节流或用旁通管回流来调节流量而电机保持全速运行的、不经济的流量控制系统。在风机上的应用是代替风门控制风量的流量控制系统。

由表 1得出，电机恒转速运行，如让电费将达到 2 .万元； 64如用叶轮变化控制，其费用是 1 .万元； 73 如变频调速器控制，其费用 1.万元。这比起叶轮 13

来说电费下降了 3%; 5比起恒速运行电耗下降了 5%。应用变频器的确是一个极好的方法。 6请记住，把风量从 1%减少到 8%, 0 0 0电费就减少 5%1 0

应用场合主要有以下几种：鼓风机和引风机、恒

压冷热水系统及大型烟雾排风系统。作者简介亲世超：齐喑尔是单电气传动设备厂 .理工程师邮壕：60 1齐助 114徐丰雁：齐噜水是单电气侍动让备厂，理工程师。邮蝙：60 1齐助 114

3变频器的应用根据前面介绍，风泵类变频器可用在任何需要控制流量的场合。

橱旱睁：黑芘江省更通信息通信中心。邮蝙：5 4 1 00 0【稿日期：9 l _ 1收 19一 1 o l—