[其他]智能汽鼓水位计

说明书

本发明是一种差压式水位计，属于汽鼓水位监测的技术领域。

目前锅炉汽鼓水位的测量广泛采用的是云母水位计、电接点水位计和差压式水位计，其中差压式水位计的精度关键是水位与差压之间的准确转换，而这类转换是通过平衡容器来实现的，目前使用的平衡容器有双室平衡容器，改进型双室平衡容器和单室平衡容器。对于双室平衡容器，由于平衡容器向外散热，正压容器中的水温由上至下逐步降低的，且温度分布不易确定，即平衡容器中水的平均重度γ₁很难确定。其次差压式水位计一般是在汽鼓额定压力下分度的，因此只能在额定压力下运行时，指示才能准确。由于这两个原因，分度好的水位计装到现场后，与云母水位计对不起来，即使在现场对照云母水位计的指示调整好刻度，随着使用条件的变化还会由于平衡容器中水的平均重度γ₁数值的改变和汽鼓压力的变化使差压式水位计指示不准。

对于改进型的双室平衡容器差压式水位计，虽然在其结构上作了改进，但这种改进只能在正常水位时较好地消除压力变化对水位与差压关系的影响，且仅能在两个压力下得到完全消除，而在其余压力下的效果不理想，而当水位偏离正常水位后，其效果更差了。另外，泄水管引至下降管后，可能影响水循环，因此，这种改进仍不能解决根本性问题。

对于单室平衡容器差压式水位计来说，其特性与双室平衡容器差压式水位计相近似，一是平衡容器中水的平均重度γ₁不易确定，它的温度从上到下逐步下降，它与汽鼓压力、环境温度有关，而且测出它的温度分度比较困难。二是水位与差压的关系受到蒸汽饱和水重度γ_w以及蒸汽的重度γ_s的影响，也即受到汽鼓压力的影响。对于以上存在的这些问题，目前的补偿方法仅有对汽鼓水位进行压力补偿，采用的仪表为模拟仪表;而没有对水位同时进行温度和压力补偿，更没有智能化的补偿方法。

本发明的发明目的就是针对以上存在的问题，进行设计、制造出一种智能汽鼓水位计，这种水位计不但准确度高，而且适用的范围广，消除了正压管中水的重度γ₁受结构，保温条件的影响，并能对水位同时进行压力和温度的修正。

本发明的智能汽鼓水位计主要由两个部分组成，第一个部分为机械部分，它包括汽鼓（1）、正引压管（2）、冷凝器（3）、信号管（4）、（5）负引压管（6）。第二个部分为电器部分，它包括信号转换处理和数字显示，它包括差压变送器（9）和代替压力变送器及温度变送器的汽鼓温度传感电阻（7）和环境温度传感电阻（8），Z80CPU微处理系统以及显示器。第一部分中冷凝器（3）、信号管（4）、（5）是本发明中改进的单室平衡容器部分，其中信号管由水平引出段（4）和垂直下降段（5）所组成。汽鼓（1）的上部通过正引压管（2）同冷凝器（3）的上部相连通，在冷凝器（3）的下部接有一根信号管，该信号管有一水平引出段（4），其长度大于800毫米，它的目的是保证垂直下降管中的液体温度等于环境温度，从而消除了平衡容器结构、保温条件、安装位置对水位测量的影响，该信号管的水平引出段（4）通过大于800毫米的水平引出段后再垂直向下，这一部分称为垂直下降管（5），垂直下降管（5）的下部与差压变送器（9）相接。另外，汽鼓（1）的下部引出一根负引压管（6），它也与差压变送器（9）相接，然后将转换成的电信号输入计算机，环境温度传感电阻（8）以及汽鼓蒸汽温度传感电阻（7）采集到的信号也经放大器（16）送入计算机，进行信号的处理和压力与温度误差的补偿及修正，冷凝器（3）中水平面到信号管的水平引出段的下端距离l应取得小一些，以减少对冷凝器（3）中的平均水温估计不准带来的误差。同理负引压管（6）也有一段水平引出段，以保证管中温度接近环境温度，避免出现水的重度难以确定的情况。

电气部分以Z80CPU（10）为核心，并由存贮器ROM（11）、RAM（12）、模数转换器和数模转换器ADC（13）、DAC（14）以及显示器LED（15）和放大器（16）、过流保护电路（17）等组成智能化测量系统，即微机系统反映汽鼓水位的差压变送器（7）信号经电阻转换成电压信号，再由多路ADC电路输入CPU微机，反映环境温度和汽鼓蒸汽温度的电阻（8）、（9），信号经放大器（16）放大后由多路ADC输入CPU微机，由微机完成水位的计算和修正。经微机处理后的准确水位值除在显示器LED（15）上显示外，还转化为标准电流信号供记录和调节使用，一旦水位超过报警值和保安值，由继电器发出接点信号驱动报警电路进行报警。