储罐液位仪表的应用及发展

储罐应用在各行各业，它的主要功能是实现物料贮存和数量交接，因此，对罐内物料的计量是一项很重要的工作。下面就油库液体物料储罐液位仪表的应用和发展谈谈一些看法。

一、油罐液位的测量方法

目前，我们测量液位所使用的测量仪表种类较多，但其测量方法基本上可以分为两大类，一是直接测量法，二是间接测量法。

直接测量法即人工测量法，是利用计量工具直接测取液位，不需要任何中间转换。例如，石油化工储运系统用的人工量油尺，浮子钢带式直读液位表(如读取光导表一次表刻度值)，磁性翻版液位仪等等。这种测量方法直观、可信度高、使用简单，并且造价低，但人为读数误差较大。目前在多数石化企业人工检尺仍是测量、控制液位的主要方法，并且经常作为标定其他仪表的主要参考。

间接测量法是利用传感元件测出与液位有关的信号后，再利用电量的转换得到所测液位仪。例如：某油库45号罐区所使用的差压式液位仪就是测量液体在不同高度所产生的压力差，然后利用计算机通过密度换算，温度补偿等得到液位值。再比如光导液位仪表是利用光电原理从与浮子罐内浮子相连的信息码带上读取液位编码信息，然后通过二次表翻译成液位值。此种测量方法较为复杂，成本高，系统误差大，但可大大降低劳动强度，能有效及时的避免溢罐等**事故的发生，容易实现储罐区自动化管理。

二、油库液位仪表的使用现状

目前油库液位仪表种类繁杂，先进程度不一，质量参差不齐，仪表精度较低。下面按仪表引进年代逐个介绍。

20世纪80年代中期大部分油库引进了浮子钢带液位仪，比较典型的有兰州东升仪表厂生产的HIC-B型和YZJ-1型恒力弹簧液位仪，几乎装备了所有储罐，目前在小容量储罐上还有一定的占有量。这种液位仪表利用了重力平衡式原理和弹簧平衡式原理，编码采用码盘编码。该表优点是精度较高，维护简单，现场一次表指示清楚，价格低;缺点是对安装要求较高，机械结构过为复杂，机械摩擦力、安装精度和钢带线性膨胀等都会影响测量精度。特别是一次表内传动机构复杂如同钟表一般，任何一个零件失效将直接影响仪表运行。该表还有一个缺点是钢带容易卡带脱槽，导致仪表不能运行。由于二次表码盘制造比较粗糙，铜制电路板转动时间较长容易磨损和受到油气腐蚀，使得触点接触失效，二次表显示错误，很容易形成**隐患。该类仪表目前已经淘汰停产，油库也在陆续淘汰。上世纪90年代初各油库引进安装了一批差压液位仪，比如某油库引进了兰炼仪表厂生产的FPA35WB1型差压表。这种仪表属静压式储罐计量仪表，是利用帕斯卡定理进行测量的。该表优点是无需安装罐内仪表，具有性能稳定可靠，便于操作、易于计算机网络化管理等优点。根据该表的原理及理论计算公式P=(gh)可知，理论误差几乎是不存在的，但是实际使用过程中并非如此。该仪表的误差主要是从测量仪表如压力、温度变送器的测量误差引入的;还有一个*重要的影响因素就是密度，就目前大部分油库使用情况来看，密度是在每次质检分析部门测得后才输入的，然而由于收发油的影响，密度变化很大，与同实际情况多有不同，因此导致计算机计算值误差也很大，一般在30～500mm。该表要求安装条件也比较高，首先压力变送器取压孔应位于储罐上油品相对静止的地方，以防止进油或发油时产生油品扰动，而可能产生附加压力;其次压力变送器的固定支架应与罐壁成一体，以防止外力施加与变送器上使变送器受力从而增大测量误差。该表还有一个缺点就是一次表校验比较麻烦，必须倒掉罐内油品并拆下仪表进行校验，在生产紧张时仪表将长时间得不到维修和标定。从某些油库的使用情况来看，只能作为监测目的使用。

近年来，随着变送器和计算机技术的发展，人们将静压测量仪表的变送器增加到2～3个，从而消除影响仪表精度的一些不确定因素，比如可以通过带有两个压力变送器的差压表测出的压力值联立方程组得出密度等，从而消除认为测量密度产生的误差对仪表精度的影响。该种改进表称为HTG系列静压测量系统。比单变送器静压测量仪表准确度高了很多。但是也有不足之处，比如由于实际存在的储液温度和密度的分层，是影响该表精度的主要原因，当然也存在压力、变送器的测量误差，但较之单变送器静压液位仪来说已经相当**了。另外该表还可实现对储罐内介质密度、液位、温度、体积、质量等变量的测量。

从1995年起某些油库开始引进内存码多功能液位仪，代表产品比如温州达达仪表厂生产的型号为ZD-B10型液位仪表。该表一次表是钢带浮子式，外部钢带为信息码带，刻有读数和大小一样的信息码孔，当钢带产生位移时变送器将移过探头的信息码孔数量进行累加统计，然后换算成长度后加上初始值即得到液位。该表优点是一次表精度很高，缺点是由于初始值必须在仪表加电后输入(即输入人工检尺值或相应信息码孔边的读数)，所以每次在掉电后都必须重新输入初始值;再一个就是该表一次表变送器防潮功能较差，某油库共引进了4台安装于柴油罐上，由于柴油罐冬天加温后内外温度相差大，冷凝水沿仪表钢带槽盒下来后直接损坏变送器，导致二次表失效。此类型的仪表短暂的存在后即迅速淘汰。

在引进内存码多功能液位仪后不久，光导液位仪表就出现了，比较具有代表性的是由航天部三院三部智控所研制的UBG系列光导液位仪。这种仪表从根本上解决了东升表，内存码多功能液位仪存在的问题。UBG系列光导液位仪一次表同钢带浮子式液位仪一样采用重力平衡方式，但是它的变送器采用了光导测量原理。该表的信息码带信息码孔不同于多功能液位仪，每一种孔型代表一种数字编码，并且采用多排并列，码带的任一位置代表**的液位读数，因此不需要再输入初始值，当仪表加电后变送器即刻读出码带上的液位信息，不需要再进行别的运算。当然信息码带上也印有刻度值，可供肉眼读取。该表的信息码值是利用光电原理直接从码带上读取并以数字信号方式直接传给二次表，信息的读取变送没有经过任何机械类机构转换或电流电压转换，码带同变送器间无摩擦，不同于东升表那样复杂的传动和码盘编码，因此传取速度高，无变送误差，信息准确，表不容易出故障。目前该表的测量精度可达2mm。从油库应用情况来看，反映较好。

该种仪表应是油库中小型油罐液位仪表的**类型。

近些年开始引进了由瑞典SAAB公司生产的雷达液位仪，应用于容量较大的储罐上。比如某油库3万m3储罐采用的就是该公司生产的TANKRADARL/2型雷达液位仪。雷达液位仪采用的是非接触式测量方法，就是利用安装在罐顶的雷达波发射和接收传感器，测量雷达波在液面处反射回来的频率的变化，来计算出液位的高低。这类仪表不仅能用于烃类介质的测量，而且可用于腐蚀性介质和料位的测量应用范围极广。雷达液位仪具有测量精度高、安装使用方便，使用范围广，便于实现计算机管理等优点，但是价格是十分昂贵的。就油库的使用情况来看主要存在的问题是计算机管理软件开发跟不上。

三、油库液位仪表的发展趋势

油库液位仪表的发展趋势应该紧跟国内和国际的形势，要朝高精度、多功能、高度自动化方向发展。

从目前的应用情况来看，对于中小容量储罐，UBG或UGZ系列光导液位仪表是**，其次是HTG系列液位测量系统。而对于大容量储罐来说雷达液位仪是**，其次是光导液位仪表。另外值得一提的是现在很多国产仪表的生产技术在引进和消化国外先进技术后已经接近或超过国外仪表，比如国产雷达液位仪在拥有同国外产品同样功能的基础上，价格只有进口表的一半不到，这将给我们降低仪表采购成本，加快储罐区仪表自动化带来契机。