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油庫(kù)自動(dòng)化計(jì)量
第一章 儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)x表
第二章 Enraf伺服液位計(jì)
第三章 儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)
主講: *****
第一章 儲(chǔ)罐計(jì)量?jī)x表
第一節(jié) 人工計(jì)量
第二節(jié) 液位儀的分類(lèi)
第三節(jié) 鋼帶浮子液位計(jì)
第四節(jié) 磁致伸縮液位計(jì)
第五節(jié) 雷達(dá)液位計(jì)
第六節(jié) 伺服液位計(jì)
第七節(jié) 其他液位計(jì)
靜壓式液位計(jì)、電容式液位計(jì)、超聲波液位計(jì)
第一節(jié) 人工計(jì)量
1.1人工計(jì)量檢尺 利用浸入式刻度鋼卷尺測(cè)量液位，取樣測(cè)量油溫和密度，通過(guò)計(jì)算得到儲(chǔ)液體積和重量。這是至今仍廣泛使用的儲(chǔ)罐計(jì)量方法，它可以用作現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)其它測(cè)量?jī)x表的參考手段。人工液位測(cè)量的精確度一般認(rèn)為是使用的刻度鋼尺精度加上±2mm的人為誤差。
1.2油罐自動(dòng)計(jì)量的目的
儲(chǔ)罐計(jì)量指對(duì)大型儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量，從而獲得儲(chǔ)罐庫(kù)存量。通過(guò)儲(chǔ)罐計(jì)量得到庫(kù)存量是一個(gè)企業(yè)掌握庫(kù)存資料以便指導(dǎo)生產(chǎn)和銷(xiāo)售的重要管理項(xiàng)目，因此，對(duì)庫(kù)存量的測(cè)量精度和重現(xiàn)性要求較高，必須要有可靠而穩(wěn)定的儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量系 統(tǒng)。
第二節(jié) 液位儀的分類(lèi)
根據(jù)油罐液位測(cè)量原理，可分為兩大類(lèi):
第一類(lèi)為直接測(cè)量高度法
直接測(cè)量高度法主要是依靠下述方法或儀表來(lái)完成油罐液位測(cè) 量，如人工檢測(cè)尺測(cè)量、浮子鋼帶測(cè)量、伺服式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、電容式液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等。
第二類(lèi)為壓強(qiáng)法。
基于壓強(qiáng)法測(cè)量原理的測(cè)量系統(tǒng)主要有靜壓式測(cè)量液位系統(tǒng)、稱(chēng)重儀等。
第三節(jié) 鋼帶浮子液位計(jì)
浮子式鋼帶液面計(jì)
測(cè)量原理:浮子受浮力浮在介質(zhì)表面，通過(guò)變速齒輪到有刻度的鋼帶上讀出液位值，液位上升或下降破了力平衡后，浮子也跟隨上升下降，帶動(dòng)鋼帶運(yùn)行。理論精度在2-3mm左右.
這種儀表的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀，價(jià)格較便宜。缺點(diǎn)是傳動(dòng)部件多，容易發(fā)生故障，尤其是對(duì)安裝要求比較高。
在 投資有限的項(xiàng)目中，中小型罐仍可考慮選用該表。但16m以上的罐不適合選用該種儀表，因?yàn)楣拊礁�，安裝的平行度、垂直度以及盤(pán)簧的質(zhì)量要求越高；外浮頂罐 也不適合，因?yàn)橐挥酗L(fēng)吹，指針上下擺動(dòng)，不穩(wěn)定，并容易損壞衡力盤(pán)簧。
浮子式鋼帶
液位計(jì)原理圖
第四節(jié) 磁致伸縮液位計(jì)
磁致伸縮液位計(jì)
測(cè)量原理是探棒上端電子部件產(chǎn) 生低壓電流脈沖，開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)沿磁致伸縮線向下傳播，浮子隨著液位變化沿測(cè)量竿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)有磁鐵，也產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)相遇，磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，脈沖速度已知，測(cè)出“詢(xún)問(wèn)脈沖”和“返回脈沖”的周期計(jì)算脈沖傳播時(shí)間即對(duì)應(yīng)液位精確變化。
該液位計(jì)可動(dòng)部分只有浮子，故維護(hù)工作量小、安裝比較簡(jiǎn) 單、精度也比較高，另一個(gè)特點(diǎn)是可同時(shí)測(cè)溫，但它不適合重質(zhì)油品的檢測(cè)。
第五節(jié) 雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)
測(cè)量原理:利用雷達(dá)電磁波測(cè)量液位,采用發(fā)射-反射-接收的工作模式,電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與液面的距離成正比,可以計(jì)算出介質(zhì)的液位。
如德國(guó)Endress+Hauser公司的FMR型液位計(jì)。由于液位計(jì)不接觸介質(zhì)，又無(wú)可動(dòng)部件，故障率低，而且精度也很高。
雷達(dá)液位計(jì)
原理圖
雷達(dá)液位計(jì)
安裝圖
第六節(jié) 伺服液位計(jì)
伺服液位計(jì)
測(cè)量原理:基本原理同鋼帶式液位計(jì)，但具有精確的力傳感器以及伺服系統(tǒng)，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)考慮鋼帶自身重力，精確地調(diào)節(jié)浮子高度以達(dá)到平衡浮力和重力，得到精確的當(dāng)前液面到罐頂高度，以得到液位值。
伺服式液位計(jì)是最近比較成功的新型液位計(jì)，主要應(yīng)用在輕油品的高精度測(cè)量中。這種液位計(jì)功能強(qiáng)，可測(cè)液位、界位、介質(zhì)比重等，精度高(±0.9mm)，故障率比較低，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)比較方便，受到操作和維護(hù)人員的歡迎，但價(jià)格比較昂貴。
伺服液位計(jì)
原理圖
伺服液位計(jì)是性能很好的儀表，但目前由于價(jià)格偏高，在國(guó)內(nèi)大面積推廣還有一定困難，但隨著技術(shù)的發(fā)展，這些儀表性能價(jià)格比的不斷改善，使用會(huì)越來(lái)越廣泛地被采用。
應(yīng)用比較廣泛的有:荷蘭ENRAF公司、德國(guó)E+H公司的產(chǎn)品
第七節(jié) 液位計(jì)的特點(diǎn)
7.1 靜壓式液位計(jì)
測(cè)量原理:靜壓式液位計(jì)比較特殊，其利用均勻液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過(guò)測(cè)量液體底部的壓力來(lái)折算液位高度。壓強(qiáng)P＝ρgh 由于其受介質(zhì)密度和溫度影響很大，所以常常精度比較差，而為消除這些影響，需要很多其他測(cè)試儀表，由于變送器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,靜壓式測(cè)量液位近年來(lái) 又取得了新的進(jìn)展, 搭建一套完善的靜壓測(cè)量系統(tǒng),精度和可靠性都有很大提高。
最簡(jiǎn)單的HTG（Hydrostatic Tank Gaugings）系統(tǒng)只有一個(gè)變送器，將測(cè)得的壓強(qiáng)乘以?xún)?chǔ)罐的面積就可以得到液體的重量。這種測(cè)量方式因?yàn)榭蓜?dòng)部件少，維護(hù)工作量小而且方便，設(shè)計(jì)人員在 一些重質(zhì)油罐上，用單法蘭差壓變送器，對(duì)于一些較小的煉廠或油庫(kù)要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳監(jiān)控也采用了這種測(cè)量方式。
7.2電容式液位計(jì)、超聲波液位計(jì)，也都各有特點(diǎn)，因現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)量較少在此不做比較和分析
液位計(jì)的重要作用
7.3從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，對(duì)儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)的要求應(yīng)是：精度高（重量、液位）、高重現(xiàn)性、絕對(duì)安全、易操作、易維護(hù)、高可靠性、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳與接口標(biāo)準(zhǔn)化等。
通過(guò)對(duì)液位計(jì)的合理選用，為儲(chǔ)罐自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的依據(jù)，使油品計(jì)量精度大大提高，加強(qiáng)收發(fā)存作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)量監(jiān)控，為降本增效提供了可靠的依據(jù)；同時(shí)也減輕了計(jì)量員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，為計(jì)量?jī)?yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
第二章 Enraf伺服液位計(jì)
恩拉福伺服液位計(jì)是進(jìn)入中國(guó)較早的高精度液位檢測(cè)儀表。在小虎島油庫(kù)使用18臺(tái)854ATG 伺服液位計(jì)，配備977TSI罐邊顯示器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示,并通過(guò)通訊連接到Enits Pro庫(kù)存管理系統(tǒng)中。目前正在進(jìn)行初期調(diào)校、對(duì)比階段。由于采用了特殊的測(cè)量原理，所以在儀表對(duì)大高度測(cè)量， 以及界面和密度的檢測(cè)上有其它種類(lèi)儀表不能比擬的良好性能。
恩拉福854ATG伺服液位計(jì)
Enraf 854 高精度液位計(jì)通過(guò)了官方認(rèn)證機(jī)構(gòu)例如Factory Mutual 和PTB(CENELEC)的防爆認(rèn)證（可用于0區(qū)）
液位計(jì)還同時(shí)通過(guò)了Weights and Measures (W&M) 和Custom and Excise等權(quán)威機(jī)構(gòu)可用于貿(mào)易交接的認(rèn)證
伺服液位計(jì)測(cè)量原理
伺服液位計(jì)測(cè)量原理
伺 服液位計(jì)的測(cè)量原理如圖所示：由力傳感器檢測(cè)浮子上浮力的變化。浮子由纏繞在帶有槽的測(cè)量磁鼓上的結(jié)實(shí)柔軟的測(cè)量鋼絲吊著。磁鼓通過(guò)磁耦合與步進(jìn)馬達(dá)相連 接。浮子的實(shí)際重量由力傳感器來(lái)測(cè)量。力傳感器測(cè)得的浮子重量與預(yù)先設(shè)定的浮子重量比較。如果測(cè)量值和設(shè)定值之間存在偏差，先進(jìn)的軟件控制模塊就會(huì)調(diào)整步 進(jìn)馬達(dá)的位置，使浮子向下或向上移動(dòng)，最終在力達(dá)到平衡的時(shí)候伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
854ATG伺服液位計(jì)功能
2.1液位測(cè)量
產(chǎn)品液位的變化引起浮子浸沒(méi)深度的變化，浮子所受的浮力同時(shí)也變化，浮力的變化被力傳感器檢測(cè)到。測(cè)量值和設(shè)定值之間的的偏差引起步進(jìn)馬達(dá)位置的變化，升高和降低浮子的位置，直到測(cè)量值和設(shè)定值相等為止。
為 了避免振動(dòng)，軟件還可以調(diào)整滯后作用和積分時(shí)間。這樣可以得到比較穩(wěn)定和精確的平均液位。步進(jìn)馬達(dá)每旋轉(zhuǎn)一周大約使浮子上下移動(dòng)10mm。每旋轉(zhuǎn)一周被分成200步，因此每步相當(dāng)于0.05mm。 這直接決定了馬達(dá)的分辨率。同時(shí)不停地檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)的位置。這是通過(guò)安裝在馬達(dá)軸上的獨(dú)特的碼盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
854ATG伺服液位計(jì)
2.2兩種產(chǎn)品間的界面 測(cè)量?jī)煞N產(chǎn)品間的界面是通過(guò)向液位計(jì)發(fā)命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)你的設(shè)定點(diǎn)（一個(gè)浮子減浮力的一部分的值）等于浮子在兩種液體受到的浮力的平均值的重量的時(shí)候，儀表就可以檢測(cè)界面的位置。在這一點(diǎn)上要優(yōu)于浮筒和差壓（浮筒和差壓受溫度壓力以及組分的干擾影響誤差很大）。
恩拉福854ATG伺服液位計(jì)
2.3相對(duì)密度 要測(cè)量相對(duì)密度，浮子被停在特定的位置并測(cè)量浮子的重量。知道浮子的體積，在空氣中的重量，以及測(cè)量的實(shí)際重量，產(chǎn)品在特定位置的相對(duì)密度就可以被計(jì)算出來(lái)。測(cè)量密度的軟件是一個(gè)可選的功能。
2.4溫度測(cè)量
通過(guò)溫度檢測(cè)板進(jìn)行溫度的檢測(cè)，也可以檢測(cè)多點(diǎn)平均溫度
第三章 儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)
第一節(jié) 液位計(jì)量法（簡(jiǎn)稱(chēng)：ATG法）
第二節(jié) 靜壓法（簡(jiǎn)稱(chēng)：HTG法）
第三節(jié) 混合法（簡(jiǎn)稱(chēng)：HTMS系統(tǒng)）
第四節(jié) 儲(chǔ)罐計(jì)量管理系統(tǒng)功能
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油庫(kù)自動(dòng)化計(jì)量概述培訓(xùn)教材.pdf
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