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智能超聲波液位計所受干擾的分析及排除
- 作者：eguo
- 發(fā)布時間：2020-04-30 16:52
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進口智能超聲波液位計以其技術先進,測量精度高,長期測量穩(wěn)定性好等特點,在國內許多企業(yè)的污水處理廠得到應用。為實現(xiàn)污水的達標排放,對原污水處理廠進行了大規(guī)模的技術改造,在對污水的測量、監(jiān)控上采用了許多國外先進儀表設備,其中對污水液位的測量采用了智能超聲波液位計（量程為5m)。該超聲波液位計集超聲波探頭、轉換器及電子顯示于一體。由探頭發(fā)出的連續(xù)超聲波脈沖通過被測介質表面形成反射回波,由傳感器接收并經過內部智能超聲波處理技術的檢測和濾波處理,把來自介質反射的真實回波與環(huán)境噪聲區(qū)別開來,ZUI后轉換成液位數(shù)值顯示在液晶屏上,同時輸出對應4~20mA電流信號。并把輸出的信號引人DCS中進行集中監(jiān)測。
1.液位控制
該公司在污水處理中采用活性污泥與生物氧化串接工藝方法。由活性污泥處理過的污水用泵再送到生物氧化池繼續(xù)處理。工藝要求對水泵吸口處的污水池液位進行聯(lián)鎖控制(見圖1)。
污水池液位以地平面作為零水位,水池水位高出地面顯示液位值為正值,反之顯示為負值。液位低位聯(lián)鎖停設定值為-2.10m,即當水泵將污水池水位抽降到-2.10m時,液位聯(lián)鎖系統(tǒng)自動停,以防止池水被抽干。污水池進水管靠液位差連續(xù)進水。停泵后待水位上升到接近零水面時,由人工再啟泵。共有3臺泵,操作人員根據(jù)水池進水量大小隨時決定開其中的1臺或兩臺。
2.問題的出現(xiàn)與分析
在操作人員正常控制下,DCS中聯(lián)鎖液位計LISA-1603的AI趨勢復放曲線如圖2所示。
后經一段時間的運行,操作人員反應有時水位未降到設定值(-2.10m)就出現(xiàn)聯(lián)鎖停泵現(xiàn)象。調出DCS中的LISA-1603液位計的A趨勢復放曲線查看,發(fā)現(xiàn)曲線形狀異常,如圖3所示。
從曲線上看,存在環(huán)境聲波或電子噪聲的干擾現(xiàn)象。正常情況下,水位控制曲線表現(xiàn)出類似正弦波的規(guī)律形狀,而不會出現(xiàn)無規(guī)律的帶有折線和尖峰的形狀。拆下超聲波液位計進行校驗,沒有問題。經過多天對現(xiàn)場污水池進水情況的觀察發(fā)現(xiàn),當水位降到進水管漏出水面時,在進水管口處向前會形成扇形水流沖刷面并伴有少許泡沫產生,水質較差時,泡沫不易破滅,當進水量較大時(進水量與各化工裝置的開停車及是否滿負荷運轉有關),水面明顯有旋轉或涌動現(xiàn)象,水面上少許的氣泡隨著水面的流動在超聲波探頭下會表現(xiàn)出時有時無的現(xiàn)象。而當水面上的氣泡出現(xiàn)較多時,液位計會顯示出回波無效的“?”符號,直到回波正常為止。查看AI趨勢復放曲線,發(fā)現(xiàn)明顯帶有折線的干擾形狀,但干擾未達到設定的聯(lián)鎖值。很顯然,涌動的水面和水面上浮有氣泡對超聲波的測量產生了于擾的作用,且當尖峰干擾值達到或超過-2.10m時,就造成聯(lián)鎖停泵現(xiàn)象。
3.問題的解決
由于超聲波液位計為智能型液位計,儀表內部有多種運行參數(shù),可根據(jù)具體工況進行設置。其中有一項參數(shù)SP共有4種設置值,如表1所列。
表1中 Measurement Response該參數(shù)的選擇以使傳感器測量能跟上相應液位的變化速度;Agilator Discrimination:該參數(shù)的打開用于區(qū)別水面運動的氣泡與實際液面;Filter:該參數(shù)的打開用于把來自環(huán)境的無效聲波和電子噪聲與所測介質表面的回波區(qū)別開來;Fls Timer(fail- safe timer):該參數(shù)的選擇是設定儀表的測量等待時間。當回波信號消失時,如果回波消失的時間達到 FLS Timer所設定的時間值時,回波仍不正常,那么儀器就會顯示“?”符號表示此時測量無效。
調出儀表的SP參數(shù),根據(jù)實際液位的變化情況,把SP設為4, Agitator Discrimination功能和 Filter功能均為打開(On)。再進行一段時間實際測量觀察,原故障現(xiàn)象消失,問題得到解決。
調出儀表的SP參數(shù),根據(jù)實際液位的變化情況,把SP設為4, Agitator Discrimination功能和 Filter功能均為打開(On)。再進行一段時間實際測量觀察,原故障現(xiàn)象消失,問題得到解決。
4.結束語
采用超聲波液位計測量放口容器液位在國內很多企業(yè)應用不鮮,除正確的安裝外,要保證有良好的反射回波,要求被測介質表面無較大波動,無泡沫漂浮。當工況不能完全保證時,可選用智能超聲波液位計測量。另外,對介質表面含有大量泡沫狀物質且仍要選用超聲波測量時,可以采取一定措施,做法是做一個輔助外套管(材質可選用耐腐蝕的玻璃鋼)如圖4所示。外套管的長度保證在ZUI低液位時
不露出液面即可。
外套管內徑比超聲波探頭直徑要盡量大,將外套管與超聲波探頭安裝固定好后,保證外套管垂直伸向液面下。這樣就可保證超聲波所測的套管內的液位無泡沫,且所測的液位又是實際值,效果非常好。
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