大型石油化工罐区储罐液位仪表的设计及应用.pdf

第39卷第3期当代化工V01_39．No．3
2010年6月ContemporaryChemicalIndustryJune，2010

大型石油化工罐区储罐液位仪表的设计及应用

吴旭翔-，李宏z

(1．辽宁石油化工大学信息与控制工程学院，辽宁抚顺113001；
2．中国石油集团工程设计有限责任公司抚顺分公司，辽宁抚顺113006)

摘要：以石油化工大型罐区液位仪表设计为例，介绍了雷达和伺服液位计的基本原理、特点和与其
它液位测量仪表比较。着重说明了两种液位计的选型、安装与应用。
关键词：液位仪表；雷达液位计；伺服液位计
中图分类号：TQ056．1+7文献标识码：A文章编号：1671—0460(2010)03—0278—03

国内外储油罐常用的液位测量仪表有；浮体式现有雷达液位计有两种测量方法，一种是调频
液位计、差压式液位计、磁致伸缩液位计、伺服式液连续波式，一种是脉冲式。调频连续波是在频域中
位计、超声波液位计、雷达液位计等等『1]。根据不同进行信号分析，脉冲式是在时域中进行信号分析。
的测量原理和方法，每种测量仪表都有其自身的优调频连续波式精度高，脉冲式精度低。
点及适合应用工况。近几年石化行业中雷达液位计的广泛应用跟
罐区液位仪表的发展趋势是高精度、多功能、高雷达测量检测方法的快速发展是分不开得，采用了
度自动化的方向发展，并且一些罐区包含给生产装罐底跟踪技术的雷达液位计能准确的检测到更低
置供料的任务，因此必须要有较高测量精度及自动介电常数的介质的液位。
化程度。下面介绍两种主要储罐液位仪表的应用。众所周知，选择雷达液位计的最重要的测量参
数是介电常数
1雷达液位计1．2雷达液位计的特点
1．1雷达液位计原理雷达液位计最大的特点是在恶劣条件下功效
发射一反射一接收是雷达液位计的基本工作显著。无论是有毒介质，还是腐蚀性介质，也无论是
原理。固体、液体还是粉尘性、浆状介质，它都可以进行测
雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波量。在测量方面，具有以下特点。
信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来1．2．1准确度高
的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每由于电磁波的特点，不受环境的影响。雷达液

一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能位计无任何零件与油罐内的介质接触，不受温度压
处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端力、气体的影响，可快速准确地测量不同介质的液
显示器进行显示、报警、操作等。位。
雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲1．2．2几乎可以测量所有介质
通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运微波信号与可见光相似，可以穿透空间，其反
行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种射功率取决于被测介质的导电性和介电常数。介电
特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和常数越大，回波信号的反射效果越好。
精确的测量。1．2．3准确且可靠性强
即使工况比较复杂的情况下，存在虚假回波，微波几乎不受干扰，与测量介质不直接接触，
用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的分几乎可以被应用于各种场合，如真空测量、液位测
析出物位的回波。量或料位测量等。由于高级材料的使用，对情况极

收稿日期：2010．0510
作者简介：吴旭翔(1963一)，男，副教授，1984年毕业于兰州大学自动控制专业，1987年毕业于西北工业大学控制理论与控制工程专业，
硕士学位。
通讯作者：李宏，助理工程师。
吴旭翔，等：大型石油化工罐区储罐液位仪表的设计及应用279

其复杂的化学、物理条件都很耐用，它可以提供准位值。方便现场操作人员巡检。
确可靠、长期稳定的模拟量或数字量的物位信号。1．4雷达液位计的安装
1．2．4安全节能雷达液位计安装时要距离罐壁一定的距离，应
微波的发射功率很小，最大为0．03mW／cm，可避开加热盘管及其罐的出入口，这样测量的雷达波
被金属容器外壁静电屏蔽，因此可不受任何限制地能够准确的反映出真实的液位。锥体天线设有保护
应用于各种场合，而且对人体无害。罩防止介质冷凝影响测量。在内浮顶储罐上导波管
1．2．5适用范围广要求内表面平滑无毛刺，并开对称的小孔。保证雷
从罐体的形状来说，雷达液位计可以对球罐、达回波准确不产生干扰。燃料油的抛物面雷达开设
卧罐、柱形罐、圆柱椎体罐等的液位进行测量；从罐在储罐的透光孔上[31。
体功能来说，可以对储罐、缓冲罐、微波管、旁通管
2伺服液位计
中的液位进行测量；从被测介质来说，可以对液体、
颗粒、料浆等进行测量。2．1伺服位计原理
1．3雷达液位计的应用伺服式液位计一直被广泛地用于储罐液位的
雷达液位根据天线形式来分可以分为；锥体天高精确度测量，因为它是一种多功能仪表，既可以
线、抛物面天线、杆状天线。测量液位也可以测量界面、密度和罐底等参数。
锥