型火力发电厂“飞灰/底渣岛”物位测量传感

智能化测量算法采用自校核技术；用PCBUS诊断软件进行RS232C数椐口通迅，提供就地指示、控制接点，4 ~ 20 mA输出及2个串行数椐器，可分行供RS232 / RS485使用。
2.2.4　应用场合
不需对温度及压力进行补偿。因射频波可以固定的速度在真空、空气中传播，它不受温度、压力、灰尘的影响。相位跟踪需要的能量很小，它的本质是安全的。
2.3　超声波跟踪测量传感器的功能分析及PLC接口
2.3.1 功能特点
非接触式超声波物位测量系统由两部分组成：一个超声波信号换能器和一个远距安装的电子发收器。换能器不断发射一系列的超声波脉冲并接收自被监测的液体或固体表面返回的反射回波。发收器中的微处理器将信号转换成距离、物位或体积，并将此数据作为LCD数字读数显示。
超声波换能器具有内藏式温度补偿和高输出的特点，可提高自清洁能力。采用可增强换能器灵敏度的动态阻抗匹配（完美的发射/接收匹配）以使回波幅度达到最大。
在理想条件下，监测一个容器中的液体或料位，接收来自反射表面的单个强回波是一个简单的过程。但在实际应用中，来自扰动、粉尘和来自虚假目标幻影的回波、泡沫、蒸气及因距离产生的声衰减效应等许多因素，使测量工况变得复杂；这是限制系统测量能力的一部分。现在的声波智能TM回波处理软件，加上新的换能器，可以弥补以前超声波传感器不能涉足的场合。
2.3.2 分析处理
① 电子单元中枢，声波智能TM软件使AiRanger DPL lus和XPL　Plus具有独特的回波包络线数字化，以区别由固体或液体表面反射的"真正"回波与由容器障碍物和声学或电气噪声产生的虚假回波。
② 人工智能 为适应工况条件变化采用高可靠性处理原始回波包络线的软件，该软件采用曲线成形、统计分析、回波再造和数字滤波器等特殊技术来消除电气干扰和窄回波的影响。由于回波包络线被不断贮存和刷新，包络线的平均化减小了随机声波反射的影响。识别和剔除来自容器障碍物的幻影、焊缝的回波形状、电气尖峰的上升时间、搅拌器叶片的随机声波反射；重新构造因由振动和凹凸不平的表面所引起的破碎回波，确保恶劣环境下的稳定测量。
2.3.3 输出信号与PLC的接口
① 预设置和微调
DPL　Plus和XPL lus系统出厂前已预设定值，满足各种固体和液体应用场合的要求，在现场根据实际的固体或液体中选择，并输入容器尺寸，控制单元即可启动和运行。
② 编程简单
用快速启动软件可进一步对特定的过程的"细调"。通过快速编程选择所需的工程单位（%，ftm等）显示物位、空间、距离或体积，调整对任何仓罐中的物位变化的跟踪速度。在设置和运行时可观察编程值，不必查询它关闭过程或不同显示模式之间的切换；以通讯转换器选件BIC11为两种控制单元提供同样的连接至主机、PLC / DCS系统。
2.3.4 应用场合
超声波换能器被熔接密封在材料Kynar的外壳中。不同场合应用选择不同材料系列，额定温度范围为－40 ~ 150℃（－40 ~ 302°F），测量距离为10m（33ft）~ 60m（200ft）。检测物料以飞灰为例。选择温度范围为－40 ~ 95℃（－40 ~ 203°F），测量距离为10m（33ft） ~ 40m（130ft）。可满足苛刻的现场工作环境。并在高温、潮湿、粉尘中获得最大的声功率输出。
3　选型设计应用的基本原则
①应用条件：适应测量液体或固体的物位及到被测介质的距离，发射能量很小，不影响人体安全，可以在真空条件下测量，可以测量所有介电常数＞1.5的介质；
②测量精度：测量分辨率 lt 1mm，量程 ≥0 ~ 35m，精度 lt 0。1 %，无温度时间漂移；材质稳定，测量准确；
③适应性强：不受噪音、蒸汽、粉尘、混合气体和气体夹层的影响，不受介质密度和温度的影响 ；
非接触测量，耐磨损工作压力≥64bar，介质温度超过1000℃；坚固耐用，耐化学腐蚀 ；
④功能完整
(A)两线制技术：0 / 4 ~ 20mA输出或数字型输出共用同一根两芯线缆 ；
(B)任意联网，一根两芯线缆上可以连接15个传感器（数字型输出） ；

(C)可以连接任何符合标准协议通讯口的BUS系统 ；
(D)测量传感器可带一体式显示，可以单独显示。
⑤ 维护简单：免维护，电源合理，调试方便。
4　应用实例
① 灰位测量
灰库是暂存飞灰的最后区域，土砼结构，库内存在着高温、潮湿、粉尘粘附等因素。监测灰库灰位的变化有助于整个飞灰系统的正常输送，灰位测量的正确与否是和输灰控制系统构成连锁的关键条件之一；原传统的灰位测量传感器大多统配置重锤式、电容式，其精度及输出信号是能够满足与PLC标准接口要求的。但实际应用受一定条件的限制，尤其不适应封闭式灰库的检测，经常发生断锤、埋锤等现象。作者曾在4×300MW机组电厂参加过1＃/ 2＃炉细灰库物位测量传感器的技术改造，将射频导纳式测量替代原重锤式测量。据介绍，其探极由TWFLE材料特制而成，可不受灰库粉尘飞扬粘附的影响，且具有拆卸方便，安装灵活（即二次仪表坏，不影响探极）等优点。经过一段时间的试用证明效果并不理想，发现数据漂移严重，甚至在显示上出现"死"数据的现象。后在3＃/ 4＃炉粗、细灰库分别改用相位跟踪测量和雷达式测量传感器取得了比较理想的效果。本厂灰库灰位测量选用MILLTRONICSDE 的Airanger L--519单点抗粉尘超声波测量传感器，测量范围在15 m左右，目前使用效果不错。
② 脱水仓测量
脱水仓是一个水渣（泥浆）混和物容于一体的敞开式容器。以前的设计仅在于对仓内液位变化作简单的测量，其输出信号不参于系统联锁，故这一测量装置仅起报警作用，大多选用重锤式料位测量传感器，应用效果并不理想。而实际真正需测量的是渣位（灰水混合物）的变化，现在改用Se all4901SL型污泥/泥浆音叉式控制。该传感探头为一不锈钢结构及气密的"C"型传感器。传感器包含2只超声波变送器，相互分开成规定的间隔，构成超声波系统的发送与接收。当发送的超声波信号通过含有悬浮固态、液态时，比通过清水有较大程度的衰减，通过超声波信号振幅的增加与减小，激活继电器的动作，输出信号，激活外部设备（脱水仓放渣门）动作，同PLC构成一个完整的闭环控制，基本能满足工艺要求。
结束语
选型设计好"飞灰/底渣岛"物位测量传感器是热工自动控制的一个新课题，作者根据多年参加大型火力发电厂"飞灰/底渣岛"建设及检修的工作经验，对"飞灰/底渣岛"物位测量传感器的选型设计提出三条建设性的意见① 满足工艺要求，适应现场工况条件；② 输出标准信号，接口控制简单；③ 抗干扰能力强，维护方便。结合电厂生产现场应用的工况，全面提高物位测量传感器的检测水平，是清洁发电、安全发电工作实践获得成功得必然条件。
[参考文献]
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[2] CELTEK LM-7000 hase Tracking ystem roduct DeSCRJPTio 1998,7
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