超声波自动切水器在罐区自动切水的设计与实现

摘要

用冗余非接触式超声波探头实现了炼厂油品罐区的自动切水.目前在使用的自动脱水器大致分为两大类：浮球式（机械式）和油水分析式（模拟量控制）。浮球式利用油和水的密度差原理，结构简单。但是它不具备信号远传功能，当运行是重油会附着在浮球表面，影响测量精度，一旦脱水阀门被异物卡死，将会带来巨大的直接经济损失、安全隐患以及环境污染等问题。由于罐内介质成分、粘度随时会发生变化，这样就要经常更换或清洗浮球，否则就不能长期有效运行。油水分析式（检测水中含油量）是利用油水的导电率、导光率、介电常数及吸收率作为基本原理。例如：射频导纳式、微波式、电容式、电导式、光学式等。其共同特点是传感器与被测介质直接接触，容易受到介质粘稠、腐蚀、温度变化等因素的影响。在介质离子、温度发生变化时，需要经常清洗、校准传感器，否则很难保证其采集精度，有可能造成跑油事故。超声波传感器与介质非接触，能实现有效介质“零”排放，达到安全、环保、节能、减排的目标。切水装置利用超声波技术，根据水与各种油介质的声速不同，比重不同。超声波传感器安装在切水罐侧面的上部和下部。切水罐的机械结构保证切水罐下部始终为水。超声波传感器发出超声波，经罐壁入射到液体中，现场控制器对上下传感器的超声波回波检测计算，根据上下传感器超声波回波时间差判断罐内油水界面。如果达到或超过切水水位时，经过一定的延时，现场控制器产生切水信号驱动切水阀，进行切水；切水过程中，如果罐内油水界面低于切水水位时系统停止切水，完成切水过程。