氮气储罐液位计工作原理及在液肥中应用案例

发布时间：2021-01-11 14:13:29

液位测量是工业生产重要的环节，尤其在大量使用液体容器的红工及石油企业，液位测量有两种，包括液位信号器和连续液位测量。其区别在于，液位信号器是对几个固定位置的液位进行测量，用于液位的上、下限报警等;而连续液位测量是对液位连续地进行测量，广泛应用于农田灌溉、定量施量、高炉冲渣水位测量、环境监测等农业生产领域，具有非常重要的意义。在实际安装与使用中，液位信号器具体为开关量信号装置，而连续液位测量则可以液位显示器来观测。目前，对液位测量的精度要求不仅愈来愈高，且需要测量仪能够适应一些特殊环境，如高温、高压、强放射性及强腐蚀性等条件。液态肥因其生产费用低、肥效高、易吸收、节支增产效果显著及施用过程中可以根据需要加入土壤所缺少的植物营养儿素等优势迅速得到了广泛应用。而变量施肥作为精准农业的重要部分，其技术基础就是对液肥液位的精准控制。目前市场上，液位控制系统大致可分为以下两种:
1)机械式控制系统。机械式控制系统结构简单、成本低廉;但这种控制装置故障多、误动作多，且只能单独控制，与计算机进行通信较难实现。
2)交流调压/变频调速控制系统。该系统是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器，把出口压力变成标准土业电信号的模拟信号，经过前置放大、多路切换、A/D变换成数字信号传送到单片机，经单片机运算与给定量的比较，进行PID运算，得出调节参量;经由D/A变换给调压/变频调速装置输入给定端，控制其输出电压变化，来调节电机的转速，以达到控制水位的目的。
本文以液态施肥机为依托，针对一定体积的液肥进行液位试验，通过以氮气储罐液位计为主要硬件资源设计硬件电路，画出相应的软件流程图进行测试。数据分析验证表明:该传感器在液肥液位测量中安装维护方便，能适应液肥这种特殊环境，其容量和液位高度的测量误差也满足实际要求。

系统工作原理及组成
微压式液位计采用的是压力敏感儿件实现力电转换。传感器的液位量程是0一1.3m，且这段量程液位所对应的深度约合压力相比其他要小很多，因而称其为“微压式”。本系统是所选的正是微压式传感器，它将液位信号转换为4 -20mA标准电信号输出。
若设所测液体密度为P，液位高度为h，大气压为Po，重力加速度为g，则液体所受压力P=pgh + p}。这时，为抵消大气压力变化所带来的测量误差，传感器变送器部分采用导气电缆将大气压力P。引入敏感儿件的负压腔，进而使P = Pgh。显然，若已知液体密度，通过测取压力P就可换算出相应的液位高度。
1.2氮气储罐液位计选型
对液位的测量选用凯铭仪表有限公司生产的JY500系列。其基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，再将静压转换为电信号，实现非电量到电量的变换，利用这一特性来完成对液位的测量。主要技术参数如下:量程1.3m，精度0. 5 % Fs，电压18一36VDC输出4一20 mA o   
其优点包括:
①能实时测量罐内各点液位;
②直流4一20 mA标准电流信号输出;
③密封性好，测量元件不与液肥直接接触，避免了液肥对儿件的腐蚀。
结论
静压氮气储罐液位计的液肥检测系统，可以动态地显示液位及容量的变化，实用性较强，且成本低廉。在随机的测量试验中，节省了人力及物力，同时也提高了检测的效率。该氮气储罐液位计体积小巧、使用方便、维护成本不高，优十其他如超声波传感器。试验数据分析表明:该微压传感器性能指标能满足较高精度要求的测量，为液肥播种机的进一步智能化奠定了一定的实践基础，对其它的液位测量也具有较好的借鉴作用。