進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)得到迅猛發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)，而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿褪悄茉矗S之而來的就是對(duì)石油化工品的大量的消耗，對(duì)石油的大量消耗隨之帶動(dòng)了油罐行業(yè)的發(fā)展，對(duì)常見罐體容器內(nèi)液位高度的測(cè)量越來越得到人們的重視?，F(xiàn)在我們很多傳統(tǒng)的油罐液位的計(jì)量還都按照國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局20世紀(jì)90年代早前實(shí)施的JJGl014-89罐內(nèi)液體產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)的規(guī)范，但是此規(guī)范方法早己落后，已經(jīng)適應(yīng)不了現(xiàn)代高精度計(jì)量產(chǎn)品的的發(fā)展?1。因?yàn)楝F(xiàn)代石油化工部門使用裝儲(chǔ)油的罐體都比較大，哪怕微小的測(cè)量誤差都會(huì)影響到整體液位的測(cè)量精度，所以如何提高罐內(nèi)液位的精度同時(shí)還要保證測(cè)量設(shè)備的可靠性，逐漸成為當(dāng)今密封容器內(nèi)液位高度測(cè)量的一大熱點(diǎn)。


　　由于我國(guó)幅員遼闊，發(fā)展液位測(cè)量技術(shù)不僅僅利用在罐體的油位測(cè)量方面，在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的方方面面都很重要，都能體現(xiàn)它巨大的潛在利用價(jià)值。如今成熟的液位測(cè)量技術(shù)不僅應(yīng)用在江河、水庫(kù)等水位的測(cè)量：在了解水情，預(yù)防自然災(zāi)害等保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)方面也起到很好的預(yù)防作用。

　　近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)層出不窮的運(yùn)用到罐體的液位測(cè)量領(lǐng)域，液位的測(cè)量也經(jīng)歷了從單純的手工檢尺的機(jī)械測(cè)量到現(xiàn)在智能化的實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量，特別是微處理器在工業(yè)智能領(lǐng)域的**運(yùn)用，使得液位測(cè)量的可靠性和智能化進(jìn)一步得到提升，但是雖然新型的液位測(cè)量?jī)x器層出不窮，但均未在罐體的液位測(cè)量領(lǐng)域得到全面的推廣，主要的原因存在四個(gè)方面：1)精度問題，2)價(jià)格問題，3)安全問題，4)可靠性問題。由此可見，現(xiàn)有的傳統(tǒng)液位測(cè)量?jī)x表技術(shù)還遠(yuǎn)不能適應(yīng)油罐油位計(jì)量的發(fā)展。為此研發(fā)一款真正實(shí)用、價(jià)格便宜、智能化的產(chǎn)品是當(dāng)前油罐計(jì)量發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是石油部門的迫切需求。

　　1．2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)液位測(cè)量技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用由來己久，應(yīng)用的范圍也很**，但一直以來，在液位測(cè)量應(yīng)用領(lǐng)域，真正實(shí)J習(xí)、安全、可靠、智能化的液位測(cè)量產(chǎn)品卻比較少。主要因?yàn)閯?chuàng)新技術(shù)投入較少，相關(guān)研發(fā)資金投入不足，但隨著當(dāng)今電子技術(shù)飛速發(fā)展，液位測(cè)量技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，眾多高校、企業(yè)、科研院所投入大量資金研發(fā)新型液位測(cè)量裝置，使得傳統(tǒng)的機(jī)械式、機(jī)電式、光電式等液位測(cè)量技術(shù)改頭換面，在未來的工業(yè)測(cè)量中顯現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
　　工業(yè)中常見的液位測(cè)量主要分為接觸式液位測(cè)量和非接觸式的液位測(cè)量?jī)纱箢?，其中包括超聲波測(cè)量法、雷達(dá)測(cè)量法、浮體式測(cè)量法、磁致伸縮測(cè)量法等，由于無損檢測(cè)的快速發(fā)展和測(cè)量技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其中的超聲波液位測(cè)量法是這里面發(fā)展zui快的液位測(cè)量方法，具有非接觸、測(cè)試方法靈活等優(yōu)點(diǎn)。隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展，智能化、高精度的超聲波液位測(cè)量?jī)x器開始涌現(xiàn)而出，活躍在液位測(cè)量領(lǐng)域。

　　由于在液位測(cè)量方面國(guó)內(nèi)研究的較早，技術(shù)較成熟，目前成熟的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品可以對(duì)非常微弱的信號(hào)進(jìn)行處理，可以識(shí)別多重回波，除此之外，對(duì)于無線的傳輸和無人的監(jiān)控操作也很成熟[41，例如：超聲波液位測(cè)量裝置，具有誤差小，抗干擾，量程大等優(yōu)點(diǎn)，zui大量程為60m；荷蘭的Enraf公司研制的的ATG854伺服液位測(cè)量精度為±lmm；西門子公司研制的7ML5221超聲波液位測(cè)量?jī)x，測(cè)量精度高達(dá)0．08％FS，zui大測(cè)量量程15m；Magmetrol公司研制的超聲波液位計(jì)Echtel—F，其區(qū)別于傳統(tǒng)的單量程檢測(cè)，不僅具有多個(gè)量程檢測(cè)的能力還有超增益的功能，通過增加檢波能力的相關(guān)軟件算法，測(cè)量精度得到很大提高。反觀國(guó)內(nèi)，我國(guó)主要因?yàn)檠芯科鸩捷^晚，所以與國(guó)內(nèi)的液位測(cè)量技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)測(cè)量技術(shù)和產(chǎn)品仍存在較大差距，主要表現(xiàn)在智能測(cè)量時(shí)精度低、穩(wěn)定性不好以及外圍輔助功能較差等多方面差距。一開始我國(guó)液位測(cè)量產(chǎn)品的發(fā)展主要靠引進(jìn)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品消化吸收后自己仿造，沒有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)較落后，產(chǎn)品也比較粗糙，壽命較短，但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科研資金的投入，各大企業(yè)和科研院校相繼研制出實(shí)用可靠的液位測(cè)量產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)液位測(cè)量裝置的精度比較低，一般只有±2mm，盲區(qū)zui小為30mm左右，且系統(tǒng)通訊方式較為單一。當(dāng)前，目前有各類的液體液位測(cè)量方法，這些測(cè)量方法各有優(yōu)點(diǎn)和弊端。以下針對(duì)各類當(dāng)今常見液位測(cè)量的方法簡(jiǎn)單作以說明：

　　(1)磁致伸縮測(cè)量法。主要測(cè)量?jī)?chǔ)罐內(nèi)的油水和油氣的兩個(gè)分界面，磁致伸縮儀器通常有二個(gè)浮子，二個(gè)浮子的密度不一樣，其中一個(gè)小于罐體內(nèi)油的密度，另外一個(gè)大于罐體內(nèi)油的密度但小于水的密度，浮予會(huì)隨著液面上下移動(dòng)，分別檢測(cè)二個(gè)不同的界面，即油水和油氣界面，二個(gè)浮子里面都有一個(gè)磁鐵，儀器的頂部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)檢測(cè)脈沖，沿著導(dǎo)波管由上向下傳播，當(dāng)電流磁場(chǎng)與浮子里的磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)相遇時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反饋的脈沖，知道二個(gè)脈沖之間的時(shí)間差即可確定浮子的位置，從而可知液位高度。

　　(2)音叉液位計(jì)測(cè)量法　。音叉液位測(cè)量法也是一種比較常用的方法，將音叉安放在安置點(diǎn)讓其震動(dòng)，當(dāng)液位升到安置點(diǎn)時(shí)，音又的頻率和震動(dòng)幅度發(fā)生變化，因?yàn)槠洫?dú)特的測(cè)量方法，工業(yè)中?？捎米骶溟_關(guān)。

　　(3)伺服液位計(jì)法。它和浮子液位測(cè)量的原理相似，其測(cè)量原理是檢測(cè)浮子浮力變化，浮子的重量由其他傳感器來測(cè)量，常見的比如力傳感器等。

　　(4)差壓式液位變送器測(cè)量法。主要利用液體的壓強(qiáng)原理，檢測(cè)相關(guān)的壓強(qiáng)差，通過相關(guān)的壓強(qiáng)差對(duì)應(yīng)其液位的高度，這種液位計(jì)常用來檢測(cè)不規(guī)則容器內(nèi)的液面邊界測(cè)量。

　　(5)電容式測(cè)量法。電容型的液位傳感器，可看做是一個(gè)受液位影響的電容器，電容器作為探測(cè)電路的一部分，其自身可以充放電，其同軸的兩個(gè)金屬筒相當(dāng)于電容器的兩個(gè)金屬板。因?yàn)橐何坏淖兓瘜⒂绊憘鞲衅鞅旧淼碾娙萜鲄?shù)變化，從而問接轉(zhuǎn)變了電容量的變化，此方法靈敏度較好，精度較高。

　　(6)雷達(dá)液位計(jì)法　。雷達(dá)發(fā)射脈沖信號(hào)，當(dāng)信號(hào)碰到液體表面時(shí)反射回來，被雷達(dá)接收器接收，并將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為液位信號(hào)。雷達(dá)測(cè)量液位的優(yōu)點(diǎn)是精度高，但是受外界環(huán)境影響較大，當(dāng)被測(cè)環(huán)境處于震蕩時(shí)，測(cè)量誤差就會(huì)變大，并且穩(wěn)定性也會(huì)受很大影響，因此，雷達(dá)法不適合工作在嚴(yán)苛的工作環(huán)境。

　　(7)超聲波液位計(jì)測(cè)量法　。主要利用超聲波脈沖法，*先由超聲波液位計(jì)的傳感器發(fā)射脈沖，當(dāng)脈沖遇到液體和空氣的分界面時(shí)脈沖返回，返回的微弱脈沖被超聲波傳感器接收，通過接收電路將信號(hào)放大、濾波、末級(jí)整形后觸發(fā)控制器的定時(shí)器計(jì)時(shí)，zui終得到測(cè)量的渡越時(shí)間，利用相關(guān)公式可求得液位的高度，該方法測(cè)試靈活，用途**。

　　從以上幾種介紹的液位測(cè)量的方法來看，各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，隨著我國(guó)電子技術(shù)迅猛發(fā)展，科研經(jīng)費(fèi)的投入，越來越多的液位測(cè)量?jī)x器投入生產(chǎn)，總的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

　　1)高精度：隨著很多新技術(shù)的發(fā)展和檢測(cè)方法的進(jìn)步，在盡量保證儀器低成本的條件下，如何達(dá)到國(guó)內(nèi)**的液位測(cè)量精度，成為企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)競(jìng)相追逐的目標(biāo)，也成為占領(lǐng)市場(chǎng)的**手段。

　　2)低功耗：現(xiàn)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，使我國(guó)成為一個(gè)能源消耗大國(guó)，對(duì)工業(yè)測(cè)量?jī)x器的功耗控制也成為每個(gè)企業(yè)在研發(fā)產(chǎn)品時(shí)必須要考慮的問題，在強(qiáng)調(diào)低碳環(huán)保的今天，低功耗指標(biāo)己經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對(duì)測(cè)量設(shè)備的基本要求。

　　3)智能化：從簡(jiǎn)單的人工檢尺機(jī)械式的測(cè)量到機(jī)電一體化再到全部智能化，智能化儀器儀表儼然成為液位測(cè)量?jī)x器的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)在的儀器測(cè)量廣i品已經(jīng)可以開始實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示，還可以長(zhǎng)距離的無線傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

　　4)安全和可靠性：高精度的測(cè)量產(chǎn)品還要有較高的可靠性，一般還都要具備一定的防爆等級(jí)，在較復(fù)雜的條件下能正常的工作，才能讓設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品可以使用在更**的場(chǎng)合和范圍，更利于其推廣。

　　總體上隨著zui近國(guó)內(nèi)外無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，采用智能化高精度的超聲波液位計(jì)來測(cè)量液位的方法作為非接觸液位測(cè)量的典型代表，已經(jīng)越來越多的出現(xiàn)在了液位測(cè)量領(lǐng)域，這種測(cè)量方法不與被測(cè)液體直接接觸，不破壞封閉罐體的整體結(jié)構(gòu)，可以在復(fù)雜條件下測(cè)量具有酸堿性的液體，隨著大量新技術(shù)和方法的投入運(yùn)用，相信超聲波液位測(cè)量技術(shù)會(huì)成為未來液位測(cè)量的主要發(fā)展的趨勢(shì)之一。


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