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玻璃管液位计的非接触式监测原理及调试目的。

文章作者:南京赛亚特福精密仪器有限公司    发布时间:2021-07-24
玻璃管液位计的非接触式监测原理及调试目的。
文章提出用水与空气(天然气)的不同相对介电常数来替代接触式电动机,克服了气液两相分离器内玻璃管液位计中玻璃管液位计的接触式监测,克服了接触式监测系统使用寿命短的缺点,使监测水位准确可靠,减轻了劳动强度,也提高了气、液计计精度。本文介绍了该装五水准仪的基本原理及结构及调式。
1、开场白。
油气田的气液分离装置中,需要对液位进行监测,以测定气液流量。当前,大多数玻璃管液位计都采用接触式电极,它利用液导特性和气体的不同来控制电路的通断,并把它们的信息传送到测控系统,交替测量气液流量。这类Zui型玻璃管液位计的一大缺点是,随着使用时间的增加,液体中的胶质悬浮物会不断粘附在电极表面,形成一层导电性差的包裹层,当电极与液体接触时,其导电性变差,影响电路通断,影响测量结果。所以要经常更换电极,既影响检测,又增加劳动强度。因此有必要研究新的技术手段来监测水位。对玻璃管水位的非烤触监测技术的研究取得了阶段性成果0。
2、基本原则。
常温下,水的相对介电常数约为80左右,而空气(或天然气)仅稍大于1。用水与空气的相对介电常数的不同,插入玻璃管的电极可以由两个半圆柱面极板组成的电容器取代,从而使接触式变成非接触式。由此,可以通过电容器电容量的变化来反映玻璃管内介质状态的变化。因介质状态的改变而引起半圆筒面电容器的电容量变化很小,只有少量PF,极易被外部电磁干扰或引线电容淹没。通过对短波谐振电路的探索和研究,我们采用谐振技术的放大方法,把容量的微小变化转换成较大的电压变化(约几伏特)输出,从而启动继电器工作,实现非接触监测。图1显示了它的电路原理。在图中R是导线电阻与电感器电阻之和;L为感电感和导线电感值之和;C为电容器电容和引线电容的总和;r为并联电阻(极板间漏电阻与极板间介质损耗等效电阻之和);侧为负载电阻(约几十千欧);侧为负载电阻(约几十千欧);而侧为负载电阻(约几十千欧);而侧为电压信号(伏特级)。
由此可以看出,玻璃管中水时,电容器的电容量较大,可使LC谐振回路处于谐振状态,检波后振荡电压较高,检波后输出较大电压,可启动继电器控制电路。由于玻璃管内为空气,电容器的电容量较小,LC回路处于谐振状态,经检波后振荡电压很低,低于启动继电器,继电器复位,断开控制电路。利用谐振放大技术,可检测电容变化很小,故具有较高的灵敏度。
3.半圆形电容器的电量计算。
由两半圆筒形电极板组成的电容器,紧贴圆形玻璃管外,其横截面见图2。图示a是玻璃管外径(即电容器的内径);b为玻璃管内径,b>a>a(b);l为电容器沿玻璃管轴向长度(图中未画出);2a表示电容器截面上与圆心的相对张角。
调试目的:
(l)保证电路的振荡电压不超过谐振的峰值电压,同时检波后的输出电压可再次启动继电器,使之处于通电状态(常闭)。
(2)当水位下降使电容内玻璃管中空时,电路的输出电压比继电器的复位电压小,使继电器断开(常开)。
对装好的半圆筒式电容器,l和a2大部分为定值。此时可采用并联接入电容量为1~3PF的瓷片电容来改变其电容值。此外,还可以适当调整固件的松紧程度,改变分布电容,从而实现电量的微调。如果两个都不能凑效,应更换电容器,改变l和a2,以满足实际需要。
总结。
在胜利油田一采油计量站,对玻璃管液位计水位进行了非接触式监测,工作半年多,设备无故障。能够为检测系统提供准确的通断信息,不产生延迟现象,一致性好,重复性好,有利于计量指令的执行,提高计量的可靠性和准确性。
对现场反映的问题,还需在以下几个方面继续完善。
(l)短波谐振电路和半圆筒面电容器的进一步改进,减小分布电容的影响,提高其抗电磁干扰能力。
(2)改进电容器的结构设计和制造过程,使其具有更强的适应性,并可方便地调整其电容值,使电路具有适当的输出电压开始继电器工作。在玻璃管中起到接触电极的作用。
(3)根据用户具体情况,提出了直接利用电压变化作为指示信号的改进试验系统,以提高整机设备的防爆性能。
(4)这种无接触式玻璃管液位计水位监测是一种简便、准确、可靠的监测水位的新方法。它可以用于锅炉水位的自动监测,是一项有发展前途的应用技术。
前一篇文章:石油企业使用各类液位计的概率数据调查统计。

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