1在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中，為了準(zhǔn)確計(jì)算和控制材料平衡，防止空槽和水槽事故的發(fā)生，提高產(chǎn)量，降低節(jié)能消耗，許多高度的液體材料貯槽需要進(jìn)行液位測(cè)量，如漿槽、原液槽、紅土貯槽、沉降槽、種分槽等。 這些液位測(cè)量一般具有介質(zhì)溫度高、易損傷、量程大、環(huán)境粉塵大的共同特點(diǎn)，給液位測(cè)量帶來(lái)很大困難，傳統(tǒng)的大多數(shù)液位測(cè)量?jī)x在這些情況下不能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。 本文對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析探討。 2各種液位計(jì)的性能比較首先對(duì)各種液位計(jì)的性能進(jìn)行比較分析，看哪種zui是適合氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程的液體材料特點(diǎn)。 液面水平測(cè)量?jī)x種類繁多，可分為接觸式和非接觸式兩種。 靜電電容式、浮球式、浮子式、壓力式等為接觸式液位測(cè)量?jī)x，在測(cè)量液位的過(guò)程中，傳感器元件與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，如果應(yīng)用于氧化鋁生產(chǎn)，傳感器元件將很快變厚“ 傷痕” 確保儀表不能正常工作。 關(guān)于非接觸式液位計(jì)，主要有放射性同位素式和超聲波式兩種。 放射性同位素式液位計(jì)因其范圍小，在氧化鋁生產(chǎn)中測(cè)量大液態(tài)材料貯槽水平的“ 大量過(guò)程” 問(wèn)題。 超聲波液位計(jì)不僅范圍廣，在大量的范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)也可以非接觸地測(cè)量，介質(zhì)“ 瘢痕” 的影響。 因此，相對(duì)來(lái)說(shuō)，它是氧化鋁生產(chǎn)中*比較適當(dāng)?shù)囊何粶y(cè)量?jī)x，但超聲波液位計(jì)的應(yīng)用受到介質(zhì)溫度、環(huán)境溫度、被測(cè)液面的變動(dòng)程度和其他許多外部環(huán)境因素的制約。 這些制約因素嚴(yán)重影響超聲液位計(jì)的測(cè)量精度。 如果不能正確分析這些制約因素對(duì)超聲波液位計(jì)產(chǎn)生的影響程度，就不能正確地使用超聲波液位計(jì)。 因此，需要在理解其基本工作原理之后進(jìn)一步分析。 3超聲波液位計(jì)的原理簡(jiǎn)述了連續(xù)測(cè)量指示式超聲波液位計(jì)，根據(jù)其測(cè)量方式的不同，可分為液體傳聲式、氣體傳聲式、聲波導(dǎo)管式和固體傳聲式4種。 其中，介意將聲式超聲液位計(jì)應(yīng)用于氧化鋁生產(chǎn)較為合適，以下以此為例介紹超聲液位計(jì)的基本工作原理。 根據(jù)音響原理，當(dāng)聲波從一個(gè)介質(zhì)向另一個(gè)介質(zhì)傳播時(shí)，在兩個(gè)密度不同、聲速不同的介質(zhì)界面，一部分被反射(反射角=入射角)，另一部分向鄰接介質(zhì)折射，兩個(gè)介質(zhì)的密度分別為D1和D2，聲波在兩個(gè)介質(zhì)中的傳播速度分別為V1和V2，反射波的聲音強(qiáng)度為IK，人的放射波的聲音的強(qiáng)度為IK 在反射角，D1和D2分別是兩種介質(zhì)的聲阻抗。 聲波垂直入射時(shí)( &alpha； =&beta； =0)，當(dāng)聲音從氣體傳播到液體或固體時(shí)，如果兩個(gè)介質(zhì)的密度差異很大，則D1V1和D2V2的值差異很大。因此，r幾乎是1，即，反射率接近100%，并且聲波幾乎被反射。 利用超聲波的特性，在被測(cè)定介質(zhì)上設(shè)置具有收發(fā)超聲波的功能的超聲波換能器，當(dāng)換能器向被測(cè)定接口發(fā)送短超聲波時(shí)，當(dāng)經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)，換能器能夠接收從接口反射的超聲波。 該時(shí)間t可以通過(guò)超聲波控制器的單片機(jī)計(jì)算。 設(shè)從轉(zhuǎn)換器到接口的距離為h，接口上氣體中聲波的傳播速度為v，則可求出液面水平H=0.5VT。 (參照?qǐng)D1 ) 4根據(jù)選定分析超聲波液位計(jì)的工作原理，1 .測(cè)量元件不能與被測(cè)介質(zhì)接觸，適用于傷痕、腐蝕性、毒性等介質(zhì)的測(cè)量。 2 .量程范圍廣，可用于大量量程測(cè)量。 3 .儀表沒(méi)有可動(dòng)部件，壽命長(zhǎng)。 但是，1 .檢測(cè)元件自身不能耐高溫，其應(yīng)用還存在受到環(huán)境溫度的制約的缺點(diǎn)。 2 .在被測(cè)量介質(zhì)的上方存在溫度、壓力變化及蒸汽時(shí)，音速受其影響，因此測(cè)量精度受到一定程度的影響。 3 .超聲波的波強(qiáng)受溫度、蒸汽、液面變動(dòng)的影響而衰減，衰減值的大小直接影響測(cè)量范圍的大小，特別是衰減劇烈時(shí)不能測(cè)量。 如上所述，影響超聲波液位計(jì)測(cè)量精度的主要原因主要是被測(cè)量介質(zhì)上的空氣溫度和壓力的變化、被測(cè)量介質(zhì)的環(huán)境溫度、介質(zhì)上的蒸汽量、液面變動(dòng)的程度等。 其中，溫度變化引起的測(cè)量誤差在氧化鋁生產(chǎn)中很少見(jiàn)，可以用儀表本身的溫度補(bǔ)償裝置來(lái)校正的壓力變化情況，在此不予考慮。 實(shí)際上，影響超聲波液位計(jì)的蕞重要因素是環(huán)境溫度、蒸汽量和液面變動(dòng)的程度。 根據(jù)超聲波液位計(jì)的工作原理，這三個(gè)因素影響超聲波液位計(jì)的正常工作是因?yàn)樗p了波的強(qiáng)度。 隨著波強(qiáng)度的衰減值增大，超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度降低，雖然完全不能使用，但是，如果波強(qiáng)度的衰減值在一定范圍內(nèi)，超聲波液位計(jì)就能以規(guī)定的精度正常工作。 那么，波強(qiáng)度的衰減值在哪個(gè)范圍內(nèi)超聲波水平計(jì)發(fā)揮作用呢？關(guān)于這一點(diǎn)，上述的“ 圖1” 和“ 表1” 解決。 舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，對(duì)于某被檢測(cè)介質(zhì)，已知介質(zhì)的環(huán)境溫度為“ 10℃” 蒸汽量為“ 少量” 液面變動(dòng)“ 厲害” 從表1可知，與各影響因素對(duì)應(yīng)的波強(qiáng)衰減值分別為10dB、10dB、20dB、總計(jì)40dB。 接著，在波強(qiáng)衰減值和范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖表1中，調(diào)查了與40dB的衰減量對(duì)應(yīng)的范圍是25M。 選擇范圍為30M的超聲波液位計(jì)，可保證測(cè)量精度在規(guī)定范圍內(nèi)。 另外，傳感器的安裝方法和環(huán)境含塵量等也會(huì)影響超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度，因此在此不作詳細(xì)說(shuō)明。 5結(jié)語(yǔ)近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)在許多行業(yè)得到普遍應(yīng)用。 階級(jí)國(guó)內(nèi)一些專業(yè)廠商除了生產(chǎn)超聲波液位計(jì)外，還生產(chǎn)研修外進(jìn)口產(chǎn)品。 兩者的比較表明，國(guó)外產(chǎn)品在質(zhì)量、性能和功能方面優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品，但價(jià)格高于國(guó)內(nèi)超聲波液位計(jì)。 在選定時(shí)，蕞好根據(jù)狀況從性能、價(jià)格比等方面來(lái)決定產(chǎn)品的種類。

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