[技术分析]工业仪表与装置智能化网络化的进展(下)

   2023-10-05 互联网2030
核心提示:7. 新型超声流量计 超声流量计已有25年的历史,可作为对非导电性液体准确的,无机械阻碍的流量测量仪表。其技术发展方向是传

7. 新型超声流量计

超声流量计已有25年的历史,可作为对非导电性液体准确的,无机械阻碍的流量测量仪表。其技术发展方向是传感器与管道壁的一体化设计,全焊接结构,无压力损失。由于超声传感技术和信号处理电路的技术进步,它的测量精确度有显著提高。据报道,多声道的超声流量计的精确度已达到±0.15%测量值,重复性达0.02%。超声流量计现已有多种测量技术和产品,如多普勒超声流量计,时差式超声流量计,不满管超声流量计,插入式超声流量计,明渠式流量计等。

自20世纪90年代以来,气体超声流量计在天然气工业中的成功应用有了突破性进展,一些天然气流量计量的疑难问题可望得到解决。据称由于精确度高和维修费用低,多声道气体超声流量计已被气体工业界接受为最重要的流量计量器具,至今已有12个国家政府机构批准它为法定计量器具。在国外天然气工业的贸易输送、气体分配、调合、控制和检漏等方面都开始采用气体超声流量计。从近几年的发展看,气体超声流量计理论上也具有无需进行流量标定、与介质无关等优点,它现正逐步走向实用化、国外一些著名仪表公司都已进行批量生产,包括在主管道的大口径流量计和家用煤气表的应用上已积累有相当多的应用经验,其价格也将逐步降低以占有市场。

超声流量计的出现,已解决了国内炼油厂一些难以解决的特殊介质的流量测量问题,如高温、高精确度的渣油和腊油及带有微粒的循环水、工业污水等流量的测量。当前超声流量计有着良好的推广应用前景。

8. 新型微波物位计

近年来,高性能、低价格的微波物位计已大量进入过程检测仪表市场,化工、石化、医药、食品等工业普遍存在高温、高压、腐蚀、挥发、冷凝等复杂工况条件,必须采用非接触式测量方法才能达到长期可靠运行的效果。因此,微波物位计在各种连续式物位计中市场增长率最高。

微波是一种电磁波,其传播速度不受介质特性影响。目前微波物位计有脉冲雷达和调频连续波雷达两种,近年推出的普及型微波物位计大多采用脉冲方式,精确度已达±(0.2~0.3)%FS,价格较低,能满足一般测量要求。调频连续波雷达物位计将距离转换为频率进行测量,能得到较高的精确度。

粉料,干料料位界面测量,浆料,带泡沫液位的连续测量等,历来是物位测量的难点,现在可采用相位跟踪法通过测量发射微波与从物料表面反射的回波之间的相位角来测量物位。这种方法能取得良好效果。

9. 高炉炉顶微波料面检测装置

上海宝钢股份有限公司创新开发的高炉炉顶微波料面检测系统是集微波技术、电磁散射理论、数字信号处理、计算机应用以及流体力学于一身的高新技术设备。它采用毫米波炉外扫描方式(FMCW调频连续波体制),能够测量高炉炉顶全料面形状,定位精确度高,检测速度快。

检测系统的技术参数是:单点检测速度低于0.01s,料面形状检测像素大于400点,400点的检测速度低于10s,测量误差小于±5cm,自校准误差小于±3cm。它除检测料位形状外,同时还具有单点测量、径向测量、数据存储处理等各种应用功能,此外,还充分考虑了系统的安全性,并与高炉的连续生产进行了有效的联锁控制。它与国外产品的最大不同点是真正做到了三维全料面测量,而不是半圆径的测量,应该说,这套装置处于国际领先技术水平。

10. 储罐计量高精确度液位计

位仪表当前发展的重要领域是罐区管理及计量自动化,用于对大型储罐内储液存量进行精密测量,以获得储库库存量,被要求具有高的测量精确度和测量重复性。

目前在大量程液位计中可达到1mm精确度的有雷达液位计,伺服型浮子液位计和磁致伸缩式液位计。相比之下,把磁致伸缩式液位计装在储罐顶上,同时在罐底安装高精确度压力变送器,再配上一套包括数据采集器的现场监测计算机管理和远程计算机管理系统,就可组成十分完善的混合式储罐计算系统,它在油库的实际运行中获得满意的效果。

磁致伸缩式液位计是用磁致伸缩线性位移传感器来测量的高精确度大量程的新型液位计,能同时测量液位和界面。最大量程达18m,测量精确度达±0.5mm或±0.05%FS。重复性达±0.002%FS。传感元件是非接触式的,由一根测杆和套在杆上的可滑动浮子组成,两个不同密度的浮子浮在液面和油水界面,测杆由保护外管,波导管及铜导线3层组成。它无磨损,可靠耐用,能耐高温,高压,不受介质密度和压力变化的影响,解决了原来液位测量中的许多难题。

11. 智能阀门定位器

智能阀门定位器是新一代智能化的气动执行机构不可缺少的配套产品。它内装高集成度的微控制器,采用电平衡(数字平衡)原理代替传统的力平衡原理,将电控命令转换成气动定位增量来实现阀位控制;利用数字式开、停、关的信号来驱动气动执行机构的动作;阀位反馈信号直接通过高精确度的位置传感器,实现电/气转换功能。智能阀门定位器具有提高输出力,动作速度和调节精确度(最小行程分辩力可达±0.05%),克服阀杆摩擦力,实现正确定位等特点。

智能阀门定位器具备许多符合现代过程控制技术要求的功能,例如对所有控制参数都可组态的功能(如死区、正反作用、报警上下限、行程零点、行程范围、执行机构的类型选择等),能实现分程控制、上行、下行速度调节功能,线性、等百分比、快开等特性修正功能、自校正、自诊断功能,故障报警及故障处理功能,多种通信支持功能等。由于智能阀门定位器的功能完善,对降低投资、节约能源、提高过程控制水平能带来极大益处,它与智能变送器一起,将会彻底改变现场仪表的状况,促使过程控制早日进入现场总线控制系统(FCS)的新时代。

12. 新一代多功能超轻型调节阀

重庆华林特种调节阀研究所在全面剖析调节阀的结构特点和缺陷的基础上,将蝶阀阀体的超薄特点,球阀的节流与密封好的特点,偏心阀的转动摩擦小和阀芯、阀座摩损小的特点等综合起来,结合国情、创新开发设计出一种多功能超轻型调节阀。它集调节阀芯旋转、偏心、V型及阀体轻型化等于一体。多功能超轻型调节阀实现了在重量上有所突破,比当前精小型调节阀还轻40~50%,高度下降50%。它还实现了功能上的突破,具备调节、切断、大压差、防堵、耐蚀等功能,成为单座阀、双座阀、套筒阀、传统球阀、蝶阀、隔膜阀的更新换代产品,使调节阀的品种规格简化60~70%,简化了选型。同时它在应用上也有所突破,给调节阀维修管理和备品备件带来很大方便和可观的经济效益。在性能上,它调节性能好,可调范围达到100:1以上,它的流路简单,介质直流,防堵性能好,耐腐蚀、抗冲击、耐压、耐温等性能都好。这种新型调节阀于1998年研制成功后,在钢铁厂、造纸厂、化肥厂等多家用户使用中 都取得满意结果,并带来很好的经济和社会效益,现已转为正式生产,累计生产4000台以上。

13. 新一代智能电动执行机构

它是上海自动化仪表股份有限公司在引进国外技术的基础上,跟踪国际先进技术改型创新设计的新产品。它采用了双CPU、电子限力矩保护、电子行程限位、数字式位置发送器、相位自动鉴别、红外线遥控调试,以及故障诊断、自动切换处理多种保护措施等关键技术,提高了产品的稳定性、可靠性和精确度等级,方便了用户使用,产品功能齐全,技术具有创新。它已通过防爆及射频干扰、静电放电、快速脉冲群等试验,基本误差小于±1.5%,回差为1%,外壳保护等级为IP65,使用环境温度为-25℃~+70℃,这些指标均已达到国际先进水平。

智能电动执行机构是一类新型终端控制仪表,它根据控制电信号,直接操作改变调节阀阀杆的位移。由于人们对控制系统的精确度和动态特性提出了越来越高的要求,电动执行机构能够获得最快响应时间,实现控制也更为合理、方便、经济,因而正受到用户的欢迎。它还可免去选用气动执行机构必需配置良好气源设备和气路管线安装的麻烦。

14. 新一代智能记录调节仪

智能记录调节仪突破了传统显示仪表的概念,集数显、记录、控制于一身,以大规模点阵液晶为显示界面,充分应用了最新微机技术和新型器件、开关电源和表面贴装技术及相关工艺,使仪表具有功能强、性能可靠、体积小等特点。仪表配有3路输入,两路PID控制,两笔记录等功能,两种模拟输出、4路开关输出,输入输出全部隔离,可实现单参数控制、多参数复杂控制和程序控制,以及多路报警、无纸记录功能,具有实时和历史追忆、记录曲线显示、报警记录显示、数据断电保存、在线面板组态、无需编程语言、在线设置参数和状态、手动和自动无扰动切换等功能。它有高的性能价格比,可满足过程测量和控制的基本要求。



 
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