几种水煤浆浆位仪的比较研究

★科技大观★几种水煤浆浆位仪的比较研究明尚志(中国矿业大学(北京校区)化环学院,北京市海淀区,100083)摘要由于水煤浆粘稠易干和搅拌时剧然波动,使液位测量长期难以解决。通过对几种常用液位计进行的分析比较,说明激光测量在水煤浆浆位测定中的技术领先地位。激光独特的性能用于水煤浆上恰到好处,同时可兼作流量计。对浮球液位计提岀了改进方案。关键词水煤浆浆位仪激光测量浮球液位计在水煤浆制备工艺中,浆位的测量是不可缺少号,只要滑块经过这个平面便会有信号输出。的重要一环。由于水煤浆具有固液两相性、粘稠易干性和在搅拌时液面剧烈波动等特点,目前能适应2皮膜压力表和集成压力表水煤浆液位测量仪表只有几种,其中以激光测量为2.1皮膜压力表最佳,浮球液位计和集成压力表次之。本文通过对皮膜压力表通过测量压力转换成液位。其结构几种常用仪表的分析对比和对激光浆位仪的性能分是用皮膜作受力面,经密封介质把皮膜上的压力传析,说明激光测量在水煤浆浆位测量中的重要地位。递到电阻应变片上。这种传感器虽然存在由皮膜1浮球液位计传导介质应变片3个环节所产生的误差,但通过电路调整能够达到一定的重复性。该液位计直观、可靠、经济、实用,不仅适应静态2.2集成压力表测量,也适应动态测量。地矿部率先将其应用在大集成压力表是一种完全无粘挂无沉积的测量仪同浆厂上。如果制浆现场不需要精确数据,而更强表,可以用来测量输浆管道的压差,安装于罐底部也调能用、够用、好用,那么选择浮球液位计是最佳的可取得液位信号。该传感器受力面c58m,在受力选择。浮球液位计存在的问题及其改进方案如下面涂一层聚四氟乙烯(特弗龙),其背面贴应变片。(1)滑块显示位置与液位呈相反状态,可通过标传感器、变送器温度补偿电路以及防沉积外形集于尺标定实际位置。一体。该集成压力表具有以下特征(2)该仪器误差大,浮球在护栏中被搅动的水煤(1)解决了受力端面的沉积问题。受力面与外浆冲击上下起伏扭动摇摆,此时滑块在标尺上波动壳为一整体无缝连接,克服了常规安装膜片不可避范围±3cm左右。免出现棱角缝隙的现象,从而取消了水煤浆沉积。(3)用普通纤维绳牵引,绳与滑轮没有充分旷(2)面涂不粘层解决不沾挂问题。该涂层化学量。水煤浆溅到绳上使绳逐渐变粗,在滑轮上通行性质十分稳定并且不与任何物质粘黏。用这种材料受阻,形成较大误差。应该选择o15mm的多股钢涂在传感器表面上,各种性能测量如下:非线性±0丝绳或尼龙绳,滑槽宽度应有充分的旷量。02%FS;迟滞±002%FS;重复性0.03%FS;精度(4)如果需要回控信号,应采用非接触位移开关代替行程开关,这样不会发生误信号。因为吊绳的传中国煤化An与无涂层的为0.01mm的有机涂摆动量较大(±1.5cm),所以应在标尺某一个平面CNMHG上多安装2个光电管,按逻辑或相关的关系输出信(3)受力端面应适当地加大,以减少粘稠介质的中国煤炭第28卷第11期2002年11月影响。水煤浆的粘度一般为900~1000厘泊,实践于激光波长,能充分吸收激光能量。激光的强度与证明∞5.8cm就可以忽略介质粘度的影响。发射距离的平方成反比,能克服较长距离的衰减。(4)这种通过压力转换液位的仪表只能用于静(3)单色性好波长范围Δ<103A;相干性好,态测量,不能用于动态测量。相于长度达几十厘米,而普通光的相干长度只有零3超声波液位计点几毫米。由这2个特点形成的时间相干具有最明显、最准确和最理想的干涉条纹。超声波液位计适应条件应以能否收到反射波为(4)相位测量法是检测干涉条纹数量,以λ/4作准。对于动态液面要计算由于液面波动造成反射线为长度单位(A=634m),适于近距离测量。测量范的偏移后,能否落到接收探测器上。我们曾用超声围在1~60m,浆位测量在此范围。仪器测量精度±波测液位,平静液面还可以,略有波动便找不到回nmo波。而实际上被搅拌的水煤浆液面呈旋涡状,没有(5)测量现场浆罐有时蒸汽弥漫,红色的激光柱直接反射波。虽然在众多反射波中总有被收到的,能够克服这一点。激光发射到蒸汽中的小颗粒上能但我们无法确定该回波是几次回波,这个回波是从够绕射达到液面。哪一点反射回来的。所以我们无法找到1个数学模型作统一处理,实践证明超声波测液位使用面太6水媒浆浆位仪的特点激光水煤浆浆位仪除具有一般智能仪表的功能外,还具有如下功能4微波测量(1)具有检测流量的功能,可省去电磁流量计。微波频率范围300MHLz~300GHz,微波测量液因为从液位的高度可以折算浆的总储量,从液位的位的原理与超声波类似,即测发射波返回的时间瞬时变化量可以折算瞬时流量,从液位的某时间段另一种是测反射波的衰减量,依据衰减量换算液位。的积分可以得到累积流量。通过以下分析可知其频率特性不适应于水煤浆测试(2)兼作流量计的测量误差分析。激光测量误环境。差是一个读数单位,测量误差在整个量程内不变。(1)微波具有定向幅射,遇到各种障碍物易于测量精度±1mm;电磁流量计测量误差随时间增加反射,当其波长远小于被测物体时,绕射能力差,这绝对误差增大,测量误差2%。是我们所希望的。因为目前微波测量液位均在其低对于正在搅拌的水煤浆测量分析比较麻烦。其频段范围,所以仍然存在一个找反射波的问题原因,一是被搅拌的水煤浆由2个分运动(水平旋转(2)测器的张角最小为40°~60°,如果探测器和上下运动)合成,形成1个漏斗状漩涡,漩涡的斜安装于4m高的浆罐顶部,那么连罐外面的物体也度随液面升高而减少,并且漩涡的斜度还与水煤浆起被检测,显然信号不真实的粘度、浓度有关。二是激光光柱射在漩涡的斜面(3)介质对微波的吸收与介质的介电常数成正上,斜率不稳定,造成一定的误差。三是搅拌叶轮之比,水煤浆含有30%的水分,水的介电常数为80。间的距离形成漩涡斜面上的互相间的波动造成的误由于水分子极易极化,所以水对微波的吸收作用非差,通过软件滤波能够减少一些误差。也可以通过常强烈,将使反射波非常微弱。测液位升降的相对变化率以确定瞬时流量,减轻嶽涡斜率不稳定带来的影响。激光测量的优越性电磁流量计测动态水煤浆,由于压力变化读数(1)激光的方向性强,具有高度平行度,在十几也不稳定,但是测量精度并没有变化这一点优于激千米处的扩散范围不到几个厘米。由此可以制出光水煤浆浆位仪。两种不同性质测量仪器在其各自o3mm的激光束,发射到液面上也是这样大的小圆范围的优越性可起互补作用。点,并以此作为测量参数(2)激光束射到剧烈旋转的水煤浆斜面上任何中国煤化工上下限报警。位置,只要斜度不超过90°便能正常工作。水煤浆CNMHG下数据。H,。2cm的圆孔通过探对于光而言是粗糙黑色流体,并且在线度上远远大测器在罐外1-2m处,能够有效地保护探测器几种水煤浆浆位仪的比较研究