摘　要：簡(jiǎn)單介紹了射頻電容液位計(jì)進(jìn)行油水雙液位檢測(cè)的基本原理，闡述了海上溢油回收檢測(cè)裝置的基本構(gòu)造及其工作過(guò)程。針對(duì)海上特殊應(yīng)用環(huán)境的測(cè)量需求，提出分別按油、按水標(biāo)定的液位檢測(cè)方案。油水混合狀態(tài)下，對(duì)２組實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差和線性度的數(shù)值計(jì)算，通過(guò)曲線擬合對(duì)比分析，非常終確定了海上溢油回收集油箱油位檢測(cè)的非常優(yōu)化方案—按油標(biāo)定檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)證明，該方案可以滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量環(huán)境的要求，液位計(jì)的測(cè)量精度高、線性度好。

 

【１、引　　言】

在海上溢油回收過(guò)程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)集油箱油水混合物中油位的高度，是溢油回收檢測(cè)與控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前常用的液位檢測(cè)傳感器有：超聲波式、磁致伸縮式、浮子式、微波式等。但以上方法均無(wú)法實(shí)現(xiàn)油水混合狀態(tài)下油位的檢測(cè)。針對(duì)海上溢油回收檢測(cè)的特殊要求，必須找出一種能夠進(jìn)行油水識(shí)別的檢測(cè)的方案。分段電容液位計(jì)，在傳統(tǒng)電容檢測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了改進(jìn)，可以對(duì)油水液位進(jìn)行檢測(cè)，但是寄生電容影響較大，而且在段與段的分界處存在檢測(cè)盲區(qū)，嚴(yán)重影響檢測(cè)精度。射頻電容液位計(jì)具有測(cè)量精度高、線性度好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足海上復(fù)雜環(huán)境下，油水液位的檢測(cè)。

 

【２、射頻電容液位計(jì)的測(cè)量原理】

        射頻電容液位計(jì)是基于介質(zhì)的射頻阻抗理論，負(fù)載射頻阻抗隨油水混合液中不同油水比例而變化，使電容傳感器輸出相應(yīng)的電信號(hào)。在溢油回收過(guò)程中，采用三暢儀表生產(chǎn)的SC-700系列電容液位計(jì)，它采用國(guó)際上先進(jìn)的射頻電容技術(shù)。電容液位計(jì)的探極及金屬外殼構(gòu)成電容器。將集油箱中待測(cè)液體作為電介質(zhì)，射頻振蕩器施加于電容器兩端構(gòu)成回路。

        據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)浸汲測(cè)量電極的高度變化時(shí)，引起其電容的變化，電容的變化引起振蕩器輸出頻率的變化，微控制器根據(jù)這一頻率的變化計(jì)算輸出４～２０ｍＡ標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)（其中４ｍＡ 表示零信號(hào)，２０ｍＡ表示信號(hào)的滿刻度），遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制，其原理圖如圖１所示。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，電流對(duì)噪聲并不敏感，電流輸出增加了傳感器的抗干擾能力。

 

【３、海上溢油液位檢測(cè)裝置基本構(gòu)造】

    海上溢油回收液位檢測(cè)裝置如圖２所示。集油箱是上下開口的金屬容器，射頻電容傳感器安裝固定到集油箱中央，測(cè)量探極底部處在油水交界處。溢油回收過(guò)程中，斜帶轉(zhuǎn)筒由液壓站提供順時(shí)針方向的牽引力，溢油跟隨斜帶轉(zhuǎn)筒聚集到集油箱底部。當(dāng)集油箱內(nèi)部油層積累到一定厚度，啟動(dòng)抽油泵開始抽油。所以，實(shí)時(shí)檢測(cè)集油箱中油位的高度，是溢油回收控制的關(guān)鍵。

 

   溢油回收過(guò)程中，集油箱內(nèi)為油水混合介質(zhì)，所以理論上電容傳感器應(yīng)該采用油水混合標(biāo)定的方法。而實(shí)際測(cè)量中，油水混合比例是動(dòng)態(tài)變化的，所以實(shí)驗(yàn)分別采用按水、按油標(biāo)定的方式，進(jìn)行集油箱油水混合液位的測(cè)量。

 

【５　結(jié)　　論】

    電容液位計(jì)一般用于石油化工行業(yè)密閉容器液位的測(cè)量，將其應(yīng)用于半封閉的海上溢油回收液位測(cè)量裝置中，采取油、水標(biāo)定下的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析法，從２種測(cè)量方案的誤差、線性度估算出發(fā)，對(duì)集油箱油水混合液位中油層厚度的測(cè)量，采取按油標(biāo)定的方案，其測(cè)量精度及線性度較高，滿足了現(xiàn)場(chǎng)溢油回收控制系統(tǒng)的需要。