一种料罐液位测量装置的设计

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在烟草工业领域中，测量技术越来越显示出其重要地位。制丝线上加香、加料机的料罐都具有液位检测功能，加料系统需要根据料罐液位的实际情况进行加料控制，包括料液进料、预填充、喷料、清洗等，液位测量不准备往往会引起加料总量误差，从而对生产过程造成很大的影响，因此提高料罐液位的计量精度和自动化管理水平其重要性是明显的。

1存在问题烟草系统制丝线上加香、加料机的料罐采用超声波液位计检测料液高度。超声波液位计可以实现接触测量，也可以实现非接触测量。能够定点和连续测量液位，也能实时提供测量的信号[1，见图1目前加香加料的料液含有多种成分，在生产前和生产过程中需要机械搅拌料液，由此会搅拌出气泡、泡沫等。采用超声波液位计，只能进行简单的高低液位检测，无法精确地反映料罐内实际的液位高度，测量精度差；且料液表面中产生大量的泡沫不利于生产过程中的液位检测 ；料液由搅拌也会产生料液表面波动 ，也会使液位检测不稳定，影响料罐液位测量的实际效果。此外设备维保人员需要图 1传统超声波液位计液位检测示意图1.加料 PLC系统：2.超声波液位计：3.加料罐：4.搅拌电机图2设计后加香加料液位测量装置组成1、加料罐：2、上承重板：3、搅拌电机：4、称重传感器：5、支座；6、下承重板；7、称重仪表：8、加料PLC系统：9、软管连接定期对超声波液位计进行清洗，以保证其检测效果。超声波液位计测量存在精度低、测量效果不稳定、维护频繁等问题，不利于生产流程的控制。

2设计方法料罐采用秤重拈计量方式，这样测量精度就不受料罐直径、料罐形状、料液的导电性、液面泡沫和检测器件本身精度的影响，测量精度较高。

将料液桶置于装有传感器的上承重板上，传感器通过电缆与称重仪表相连，称重仪表与上位机连接。称重系统采用3点支撑的罐秤结构，载荷作用力可以均匀地分配到每个传感器上，避免了传感器因受力不均而导致变形扭曲现象。在料液的重力作用下，称重传感器弹性体产生形变，使粘贴于弹性体应梁上的电阻应变计桥路失去平衡，输出与重量数据成比例的电压信号，该信号进入显示仪表，将模拟信号线性放大经A/D转换后成为数字信号，由微处理器对重量信号进行处理并直接在仪表上显示出料液的重量数值2。

通过电缆将重量信号直接传输到上位机监控系统，根据试验测算出的料罐内的液体的重量值与所述料罐内的液体的液位的比值，根据hG/k计算出所述料罐内的液体的液位，其中：h为所述料罐内的液体的液位；G为所述料罐内的液体的重量值；所述k为根据试验测出的所述料罐内的液体的重量值与所述料罐内的液体的液位的比值 。重量信号经过处理后转化为液位信号予以图形化显示，可直观准确地反映料罐内料液的实时状况，并能及时指示料罐内的异常情况，见图2。

与此同时，蒸汽、清洗水、进料等管路与料罐的连接方式均使用软管进行对接。采用这种软连接”的方式，能有效避免硬连接”时，管道应力对料罐重量产生的干扰，提高了测量系统的稳定性。

3设计效果应用本文所述设计的料罐液位测量装置，由于液位信号是通过称重系统测量出的重量值转化而来，不受料罐直径、料罐形状、料液的导电性、液面泡沫和检测器件本身精度的影响，消除了料罐中料液波动及料液泡沫对料液液位检测的影响；与料罐连接的各个管路，采用软管进行对接，有效避免了管道应力的干扰。这种测量料罐液位的装置，液位测量精度高，能有效地验证香料厨房送料的配方重量，提高工艺的安全性 ，利于生产流程的控制、检测精确可靠，确保了加料质量。