超声波液位计量表在氧化铝生产中的应用分析

1在氧化铝生产过程中，为了准确计算和控制材料平衡，防止空槽和水槽事故的发生，提高产量，降低节能消耗，许多高度的液体材料贮槽需要进行液位测量，如浆槽、原液槽、红土贮槽、沉降槽、种分槽等。 这些液位测量一般具有介质温度高、易损伤、量程大、环境粉尘大的共同特点，给液位测量带来很大困难，传统的大多数液位测量仪在这些情况下不能长期稳定工作。 本文对这个问题进行了简要的分析探讨。 2各种液位计的性能比较首先对各种液位计的性能进行比较分析，看哪种zui是适合氧化铝生产过程的液体材料特点。 液面水平测量仪种类繁多，可分为接触式和非接触式两种。 静电电容式、浮球式、浮子式、压力式等为接触式液位测量仪，在测量液位的过程中，传感器元件与被测介质直接接触，如果应用于氧化铝生产，传感器元件将很快变厚“ 伤痕” 确保仪表不能正常工作。 关于非接触式液位计，主要有放射性同位素式和超声波式两种。 放射性同位素式液位计因其范围小，在氧化铝生产中测量大液态材料贮槽水平的“ 大量过程” 问题。 超声波液位计不仅范围广，在大量的范围内测量时也可以非接触地测量，介质“ 瘢痕” 的影响。 因此，相对来说，它是氧化铝生产中*比较适当的液位测量仪，但超声波液位计的应用受到介质温度、环境温度、被测液面的变动程度和其他许多外部环境因素的制约。 这些制约因素严重影响超声液位计的测量精度。 如果不能正确分析这些制约因素对超声波液位计产生的影响程度，就不能正确地使用超声波液位计。 因此，需要在理解其基本工作原理之后进一步分析。 3超声波液位计的原理简述了连续测量指示式超声波液位计，根据其测量方式的不同，可分为液体传声式、气体传声式、声波导管式和固体传声式4种。 其中，介意将声式超声液位计应用于氧化铝生产较为合适，以下以此为例介绍超声液位计的基本工作原理。 根据音响原理，当声波从一个介质向另一个介质传播时，在两个密度不同、声速不同的介质界面，一部分被反射(反射角=入射角)，另一部分向邻接介质折射，两个介质的密度分别为D1和D2，声波在两个介质中的传播速度分别为V1和V2，反射波的声音强度为IK，人的放射波的声音的强度为IK 在反射角，D1和D2分别是两种介质的声阻抗。 声波垂直入射时( &alpha； =&beta； =0)，当声音从气体传播到液体或固体时，如果两个介质的密度差异很大，则D1V1和D2V2的值差异很大。因此，r几乎是1，即，反射率接近100%，并且声波几乎被反射。 利用超声波的特性，在被测定介质上设置具有收发超声波的功能的超声波换能器，当换能器向被测定接口发送短超声波时，当经过时间t时，换能器能够接收从接口反射的超声波。 该时间t可以通过超声波控制器的单片机计算。 设从转换器到接口的距离为h，接口上气体中声波的传播速度为v，则可求出液面水平H=0.5VT。 (参照图1 ) 4根据选定分析超声波液位计的工作原理，1 .测量元件不能与被测介质接触，适用于伤痕、腐蚀性、毒性等介质的测量。 2 .量程范围广，可用于大量量程测量。 3 .仪表没有可动部件，寿命长。 但是，1 .检测元件自身不能耐高温，其应用还存在受到环境温度的制约的缺点。 2 .在被测量介质的上方存在温度、压力变化及蒸汽时，音速受其影响，因此测量精度受到一定程度的影响。 3 .超声波的波强受温度、蒸汽、液面变动的影响而衰减，衰减值的大小直接影响测量范围的大小，特别是衰减剧烈时不能测量。 如上所述，影响超声波液位计测量精度的主要原因主要是被测量介质上的空气温度和压力的变化、被测量介质的环境温度、介质上的蒸汽量、液面变动的程度等。 其中，温度变化引起的测量误差在氧化铝生产中很少见，可以用仪表本身的温度补偿装置来校正的压力变化情况，在此不予考虑。 实际上，影响超声波液位计的蕞重要因素是环境温度、蒸汽量和液面变动的程度。 根据超声波液位计的工作原理，这三个因素影响超声波液位计的正常工作是因为它衰减了波的强度。 随着波强度的衰减值增大，超声波液位计的测量精度降低，虽然完全不能使用，但是，如果波强度的衰减值在一定范围内，超声波液位计就能以规定的精度正常工作。 那么，波强度的衰减值在哪个范围内超声波水平计发挥作用呢？关于这一点，上述的“ 图1” 和“ 表1” 解决。 举个例子来说，对于某被检测介质，已知介质的环境温度为“ 10℃” 蒸汽量为“ 少量” 液面变动“ 厉害” 从表1可知，与各影响因素对应的波强衰减值分别为10dB、10dB、20dB、总计40dB。 接着，在波强衰减值和范围的对应关系图表1中，调查了与40dB的衰减量对应的范围是25M。 选择范围为30M的超声波液位计，可保证测量精度在规定范围内。 另外，传感器的安装方法和环境含尘量等也会影响超声波液位计的测量精度，因此在此不作详细说明。 5结语近年来随着科学技术的发展，超声级计算机已经在许多行业得到普遍应用。 阶级国内一些专业厂商除了生产超声波液位计外，还生产研修外进口产品。 两者的比较表明，国外产品在质量、性能和功能方面优于国内同类产品，但价格高于国内超声波液位计。 在选定时，蕞好根据状况从性能、价格比等方面来决定产品的种类。

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