超聲波液位計量表在氧化鋁生產中的應用分析

1在氧化鋁生產過程中，為了準確計算和控制材料平衡，防止空槽和水槽事故的發生，提高產量，降低節能消耗，許多高度的液體材料貯槽需要進行液位測量，如漿槽、原液槽、紅土貯槽、沉降槽、種分槽等。 這些液位測量一般具有介質溫度高、易損傷、量程大、環境粉塵大的共同特點，給液位測量帶來很大困難，傳統的大多數液位測量儀在這些情況下不能長期穩定工作。 本文對這個問題進行了簡要的分析探討。 2各種液位計的性能比較首先對各種液位計的性能進行比較分析，看哪種zui是適合氧化鋁生產過程的液體材料特點。 液面水平測量儀種類繁多，可分為接觸式和非接觸式兩種。 靜電電容式、浮球式、浮子式、壓力式等為接觸式液位測量儀，在測量液位的過程中，傳感器元件與被測介質直接接觸，如果應用于氧化鋁生產，傳感器元件將很快變厚“ 傷痕” 確保儀表不能正常工作。 關于非接觸式液位計，主要有放射性同位素式和超聲波式兩種。 放射性同位素式液位計因其范圍小，在氧化鋁生產中測量大液態材料貯槽水平的“ 大量過程” 問題。 超聲波液位計不僅范圍廣，在大量的范圍內測量時也可以非接觸地測量，介質“ 瘢痕” 的影響。 因此，相對來說，它是氧化鋁生產中*比較適當的液位測量儀，但超聲波液位計的應用受到介質溫度、環境溫度、被測液面的變動程度和其他許多外部環境因素的制約。 這些制約因素嚴重影響超聲液位計的測量精度。 如果不能正確分析這些制約因素對超聲波液位計產生的影響程度，就不能正確地使用超聲波液位計。 因此，需要在理解其基本工作原理之后進一步分析。 3超聲波液位計的原理簡述了連續測量指示式超聲波液位計，根據其測量方式的不同，可分為液體傳聲式、氣體傳聲式、聲波導管式和固體傳聲式4種。 其中，介意將聲式超聲液位計應用于氧化鋁生產較為合適，以下以此為例介紹超聲液位計的基本工作原理。 根據音響原理，當聲波從一個介質向另一個介質傳播時，在兩個密度不同、聲速不同的介質界面，一部分被反射(反射角=入射角)，另一部分向鄰接介質折射，兩個介質的密度分別為D1和D2，聲波在兩個介質中的傳播速度分別為V1和V2，反射波的聲音強度為IK，人的放射波的聲音的強度為IK 在反射角，D1和D2分別是兩種介質的聲阻抗。 聲波垂直入射時( &alpha； =&beta； =0)，當聲音從氣體傳播到液體或固體時，如果兩個介質的密度差異很大，則D1V1和D2V2的值差異很大。因此，r幾乎是1，即，反射率接近100%，并且聲波幾乎被反射。 利用超聲波的特性，在被測定介質上設置具有收發超聲波的功能的超聲波換能器，當換能器向被測定接口發送短超聲波時，當經過時間t時，換能器能夠接收從接口反射的超聲波。 該時間t可以通過超聲波控制器的單片機計算。 設從轉換器到接口的距離為h，接口上氣體中聲波的傳播速度為v，則可求出液面水平H=0.5VT。 (參照圖1 ) 4根據選定分析超聲波液位計的工作原理，1 .測量元件不能與被測介質接觸，適用于傷痕、腐蝕性、毒性等介質的測量。 2 .量程范圍廣，可用于大量量程測量。 3 .儀表沒有可動部件，壽命長。 但是，1 .檢測元件自身不能耐高溫，其應用還存在受到環境溫度的制約的缺點。 2 .在被測量介質的上方存在溫度、壓力變化及蒸汽時，音速受其影響，因此測量精度受到一定程度的影響。 3 .超聲波的波強受溫度、蒸汽、液面變動的影響而衰減，衰減值的大小直接影響測量范圍的大小，特別是衰減劇烈時不能測量。 如上所述，影響超聲波液位計測量精度的主要原因主要是被測量介質上的空氣溫度和壓力的變化、被測量介質的環境溫度、介質上的蒸汽量、液面變動的程度等。 其中，溫度變化引起的測量誤差在氧化鋁生產中很少見，可以用儀表本身的溫度補償裝置來校正的壓力變化情況，在此不予考慮。 實際上，影響超聲波液位計的蕞重要因素是環境溫度、蒸汽量和液面變動的程度。 根據超聲波液位計的工作原理，這三個因素影響超聲波液位計的正常工作是因為它衰減了波的強度。 隨著波強度的衰減值增大，超聲波液位計的測量精度降低，雖然完全不能使用，但是，如果波強度的衰減值在一定范圍內，超聲波液位計就能以規定的精度正常工作。 那么，波強度的衰減值在哪個范圍內超聲波水平計發揮作用呢？關于這一點，上述的“ 圖1” 和“ 表1” 解決。 舉個例子來說，對于某被檢測介質，已知介質的環境溫度為“ 10℃” 蒸汽量為“ 少量” 液面變動“ 厲害” 從表1可知，與各影響因素對應的波強衰減值分別為10dB、10dB、20dB、總計40dB。 接著，在波強衰減值和范圍的對應關系圖表1中，調查了與40dB的衰減量對應的范圍是25M。 選擇范圍為30M的超聲波液位計，可保證測量精度在規定范圍內。 另外，傳感器的安裝方法和環境含塵量等也會影響超聲波液位計的測量精度，因此在此不作詳細說明。 5結語近年來隨著科學技術的發展，超聲級計算機已經在許多行業得到普遍應用。 階級國內一些專業廠商除了生產超聲波液位計外，還生產研修外進口產品。 兩者的比較表明，國外產品在質量、性能和功能方面優于國內同類產品，但價格高于國內超聲波液位計。 在選定時，蕞好根據狀況從性能、價格比等方面來決定產品的種類。

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