摘 要： 對(duì)植物油罐測(cè)量方法中的人工檢尺法、質(zhì)量流量計(jì)和雷達(dá)液位儀的測(cè)量原理進(jìn)行了介紹，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)人工檢尺法、雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果說(shuō)明質(zhì)量流量計(jì)和雷達(dá)液位儀具有較好的測(cè)量效果，可用于植物油罐油脂的計(jì)量。
關(guān)鍵字： 植物油罐 液位測(cè)量方法 智能化計(jì)量
隨著植物油儲(chǔ)備、保管工作的發(fā)展，油罐液位的測(cè)量工作由于涉及到保管、貿(mào)易結(jié)算等方面，已成為當(dāng)今工業(yè)測(cè)量中極其重要的工作內(nèi)容。目前在植物油罐計(jì)量、結(jié)算方面常用的液位測(cè)量方法主要是人工檢尺法。隨著科技的發(fā)展和完善，質(zhì)量流量計(jì)、雷達(dá)液位儀等智能化計(jì)量設(shè)備使植物油罐的監(jiān)控和容積測(cè)量方法趨向多元化、自動(dòng)化。筆者根據(jù)自己的使用感受談一下對(duì)植物油罐計(jì)量方法的看法，供同行參考。
1 幾種計(jì)量方法的原理
1.1 人工檢尺法
1.1.1 原理
植物油罐計(jì)量的傳統(tǒng)方法是人工檢尺法，它主要適用于儲(chǔ)存在立式油罐、船舶液貨倉(cāng)等容器內(nèi)的散裝液態(tài)植物油的商業(yè)質(zhì)量靜態(tài)計(jì)量。其測(cè)量參數(shù)為油罐或船艙油位高度、油罐或船艙內(nèi)油脂溫度和油脂密度。
1.1.2 使用方法
該方法通過有經(jīng)驗(yàn)的工人利用油尺對(duì)油罐液位高度進(jìn)行測(cè)量，檢尺工具為下懸銅質(zhì)尺錘的鋼卷尺，由人工從罐頂量油孔放入鋼卷尺，讀出檢尺高度和浸油高度從而得出油罐液位。同時(shí)使用溫度計(jì)測(cè)量計(jì)算油罐內(nèi)植物油的平均溫度，并取樣化驗(yàn)測(cè)量密度，計(jì)算出油罐內(nèi)油脂的容量和質(zhì)量。
1.2 雷達(dá)液位儀
1.2.1 原理
雷達(dá)液位儀是利用發(fā)射雷達(dá)信號(hào)被液體表面反射后，無(wú)線接收回波的原理使用的。由于信號(hào)頻率在改變，回波與信號(hào)發(fā)射瞬間相比，其頻率稍有不同。此頻率差正比于至液面的距離，并可精確轉(zhuǎn)換計(jì)算出油罐液位和容積。
1.2.2 使用方法
雷達(dá)液位儀安裝在植物油儲(chǔ)罐的頂端，根據(jù)頂部天線發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)反射測(cè)量出液位和容積。同時(shí)根據(jù)多點(diǎn)溫度計(jì)測(cè)量出油罐內(nèi)油脂的平均溫度，計(jì)算出油罐內(nèi)油脂的質(zhì)量和密度。測(cè)量過程中無(wú)需移動(dòng)部件，通過非接觸測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐的管理、監(jiān)控，同時(shí)通過罐下顯示儀可以在油罐下方實(shí)時(shí)讀取油罐內(nèi)油脂的信息。
1.3 質(zhì)量流量計(jì)
1.3.1 原理
流量計(jì)是測(cè)量流量的儀表，根據(jù)測(cè)量對(duì)象分為封閉管道流量計(jì)和敞開管道流量計(jì)。封閉管道流量計(jì)常用的有容積式流量計(jì)、速度式流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)等，目前廣泛使用的是質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)中最具代表性的是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱CMF。它是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一個(gè)旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式的質(zhì)量流量?jī)x表。
1.3.2 使用方法
質(zhì)量流量計(jì)直接安裝在管道上，通過傳感器和變送器可以直接、實(shí)時(shí)測(cè)量介質(zhì)的質(zhì)量流量、體積流量、密度和溫度。由于質(zhì)量流量計(jì)可以直接安裝在發(fā)油管線終端，不受過程介質(zhì)溫度、密度變化的影響，投入使用后，它的測(cè)量結(jié)果不受人的意志而改變，測(cè)量結(jié)果客觀。
2 幾種計(jì)量方法對(duì)比
目前，企業(yè)使用雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)主要擔(dān)心測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性問題，所以選用雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)的企業(yè)多采用人工檢尺法與質(zhì)量流量計(jì)、雷達(dá)液位儀相結(jié)合的監(jiān)控方式對(duì)整個(gè)植物油罐區(qū)進(jìn)行管理。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)對(duì)3種計(jì)量方式測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。
2.1 人工檢尺和雷達(dá)液位儀測(cè)量數(shù)據(jù)的比較
利用油罐向碼頭發(fā)油的工作流程對(duì)發(fā)油前后的油罐液位高度和溫度進(jìn)行了測(cè)量，進(jìn)而測(cè)算出發(fā)油量進(jìn)行比較。
作業(yè)當(dāng)天天氣陰，環(huán)境溫度6～10℃，罐頂風(fēng)力5～6級(jí)，輸送油脂的管道為DN250，作業(yè)前為空管，作業(yè)完成后進(jìn)行了管道清掃。測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。
表1 油罐循環(huán)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)照
因?yàn)橛鸵何桓叨鹊陀?/span>3m，所以雷達(dá)液位儀的平均溫度參照人工檢尺測(cè)量的溫度。根據(jù)公式容積Vt=V檢+V靜修計(jì)算出D20=0．9202t/m3，再根據(jù)罐容表推算出容積和質(zhì)量。表2是油罐發(fā)油量計(jì)算對(duì)照表。
表2 油罐發(fā)油量計(jì)算對(duì)照
由表2可以看出，在此次實(shí)際作業(yè)中，人工檢尺和雷達(dá)液位儀在容積和質(zhì)量上的相差為：ΔV=1279.287－1278.707=0．58m3，Δm=1186.748－1186.210=0．538t，根據(jù)計(jì)算可得出，雷達(dá)液位儀和人工檢尺的測(cè)量數(shù)據(jù)誤差為0.045%。
2.2 人工檢尺、雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的比較
以汽車發(fā)油方式對(duì)人工檢尺、雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)所計(jì)量的發(fā)油量進(jìn)行了比較。
作業(yè)期間天氣以多云為主，伴有陰雨，環(huán)境溫度15～20℃，罐頂風(fēng)力5～7級(jí)，泵進(jìn)口前管道為DN150，長(zhǎng)度約200m。作業(yè)前利用油罐內(nèi)油脂充壓管道，故作業(yè)前管道視為由油和少量空氣混合，我們摘取了其中部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，見表3。
表3 汽車發(fā)油測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)照
根據(jù)前面的實(shí)踐作業(yè)對(duì)照，雷達(dá)液位儀的溫度與人工檢尺法計(jì)量的溫度基本一致。在這次作業(yè)中，人工檢尺法油脂的溫度參照雷達(dá)液位儀的溫度，通過計(jì)算得D20=0．9200t/m3，人工檢尺法、雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)3種計(jì)量方式對(duì)汽車發(fā)油量的計(jì)算結(jié)果見表4，3種方法的對(duì)照結(jié)果見表5。由表5可見，誤差比較大的是第1、2次發(fā)油。這是因?yàn)樽鳂I(yè)前管道內(nèi)有少量空氣，在第1、2次發(fā)油過程中，除了本身的發(fā)油外，泵進(jìn)口前管道內(nèi)的空氣同時(shí)排出，造成油罐內(nèi)油脂利用壓力壓入管道。這樣進(jìn)行汽車發(fā)油時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量的是發(fā)油終端的發(fā)油量，而雷達(dá)液位儀和人工檢尺法計(jì)量的是油罐的發(fā)油量，同時(shí)考慮到發(fā)油損耗情況，從計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)看，第1次發(fā)油時(shí)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量數(shù)據(jù)與人工檢尺、雷達(dá)液位儀的計(jì)量數(shù)據(jù)相差較大。工人在罐頂檢尺計(jì)量，不可避免地要受到外界環(huán)境如風(fēng)速等的影響。但是隨著發(fā)油次數(shù)的增加和發(fā)油數(shù)量的增加，3種計(jì)量方式對(duì)發(fā)油量的計(jì)量誤差逐漸穩(wěn)定在0．20%左右。
表4 汽車發(fā)油量計(jì)算對(duì)照
表5 雷達(dá)液位儀、質(zhì)量流量計(jì)和人工檢尺法對(duì)照
3 結(jié)束語(yǔ)
通過對(duì)智能化計(jì)量設(shè)備即雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)分析表明，雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)的使用可以達(dá)到與人工檢尺法同樣的計(jì)量效果，同時(shí)智能化計(jì)量設(shè)備的應(yīng)用還具有以下優(yōu)點(diǎn)：①智能化計(jì)量設(shè)備計(jì)量客觀，精度較高，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、計(jì)量。質(zhì)量流量計(jì)和雷達(dá)液位儀采用動(dòng)態(tài)、靜態(tài)計(jì)量相結(jié)合的方式，分別計(jì)量了終端發(fā)油量和油罐發(fā)油量，而且可以通過設(shè)定直接讀取液位高度、容積等數(shù)據(jù)，不受外界環(huán)境和天氣的影響。②勞動(dòng)力減少，勞動(dòng)強(qiáng)度降低。傳統(tǒng)的人工檢尺法對(duì)工人的檢尺技術(shù)和熟練程度要求高，通常需要拿著操作工具，在現(xiàn)場(chǎng)緊張工作，工作環(huán)境差。智能化計(jì)量設(shè)備應(yīng)用后，在正常情況下，工人只需要在中控室微機(jī)前觀察、記錄，調(diào)整參數(shù)，只有在出現(xiàn)故障的情況下才需要到現(xiàn)場(chǎng)解決，保證了工作的連續(xù)和穩(wěn)定，同時(shí)統(tǒng)計(jì)工作可根據(jù)需要隨時(shí)方便打印，消除了繁瑣的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算工作。③植物油智能化計(jì)量設(shè)備的成功應(yīng)用，將提高植物油保管、儲(chǔ)運(yùn)計(jì)量工作的自動(dòng)化和管理工作的現(xiàn)代化程度，使油脂保管、儲(chǔ)運(yùn)控制管理達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，對(duì)油脂保管工作降低運(yùn)輸損耗，提高保管安全性，減輕工作勞動(dòng)強(qiáng)度具有積極意義，但在設(shè)備的使用中還存在需要進(jìn)一步完善的地方，如雷達(dá)液位儀和質(zhì)量流量計(jì)存在零點(diǎn)漂移的問題，需要在具體使用過程中進(jìn)一步深化研究。