[实用新型]基于光纤光栅传感器的泡沫液体液位监测系统

说明书

本实用新型提供一种基于光纤光栅传感器的泡沫液体液位监测系统，包括两个光纤光栅液位传感器和监测主机，主要用于焦化厂脱硫再生塔的液位监测。采用光纤光栅作为液位传感器，通过检测光栅的变化采集液位信息，实时在线监测液位变化情况。其中一个传感器安装在脱硫再生塔等容器底部，用于监测测液位，另一个传感器安装在限位高度处，用于监测泡沫高度。同时系统包含自检模块，如果监测系统出现故障，即可发出报警。监测数据能够储存并且方便查询、打印。

技术领域

本发明涉及含有泡沫液体的液位监测系统，具体涉及化工行业脱硫再生塔内泡沫液体液位的监测系统。

背景技术

目前国内采用HPF湿法脱硫工艺的焦化厂，由于工艺的要求，需要对其脱硫再生塔内的物质进行液位测量或监测。常用测量液位的方法有：

1）激光测量：激光类传感器基于光学检测原理，通过物体表面反射光线至接收器进行检测，但其不适合应用于透明液体、含泡沫或者蒸汽环境、波动性液体、振动环境等；

2）TDR(时域反射)/ 导波雷达/微波原理测量：具备了激光测量的好处，而且适用于各种含泡沫的液位检测，不受液体颜色影响，甚至可应用于高粘性液体，受外部环境干扰相对小，但其测量高度一般小于6米；

3）超声波测量：由于其原理为通过检测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度，故容易受到超声波传播的能量损耗影响。但当使用于含蒸汽、粉层等环境时，检测距离将会明显缩短，不建议使用在吸波环境，如泡沫等；

4）音叉振动测量：音叉式测量仅为开关量输出，不能用于连续性监控液体高度。其原理为：当液体或者散料填充两个振动叉时，共振频率改变时，依靠检测频率改变而发出开关信号。另外，多数情况下需要开孔安装于容器侧面；

5）光电折射式测量：该检测方式通过传感器内部发出光源，光源通过透明树脂全反射至传感器接受器，但遇到液面时，部分光线将折射至液体，从而传感器检测全反射回来光量值的减少来监控液面。但仅能应用于透明液体，同时只输出开关量信号；

6）静压式测量：该测量方式采用安装于底部的压力传感器，通过检测底部液体压力，转换计算出液位高度，该检测方式要求采用高精度、齐平式压力传感器，同时换算过程需要不断进行校准，其优点为可检测不受液位高度限制，但高度越高，传感器精度要求越高，长时间使用或者更换液体时需要重复校准；

7）电容式测量：电容式测量主要通过检测由于液面高度变化而导致的电容值变化来测量料位高度。电容传感器容易受到不同的容器材质和溶液属性影响，如塑料容器和挂料情况容易影响模拟量输出的电容传感器；

8）浮球式检测：该方式为最简单、最古老的检测方式。主要是通过浮球的上下升降来检测液面的变化，其为机械式检测，检测精度容易受浮力影响，重复精度差，不同液体需要重新校准。

再生塔内的物质主要是液态，但由于工艺过程中会产生气态物质，造成再生塔内的液体顶部有较大量的硫泡沫。因为泡沫的影响，有的测量方法很难准确测量液位，有的方法液位计使用时间一长，将会不能准确显示液位，这些给焦化行业的生产造成一定的困难。

综上分析，由于泡沫的存在，在焦化行业多采用静压式测量方法，以排除泡沫对测量准确度的影响。传统的压力传感器有压阻式压力传感器、电容式压力传感器、半导体应变片压力传感器、电感式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。这些传感器属于电子产品，时间一长，其电性能会发生变化，造成较大的测量误差，甚至传感器损坏；要实现在线监测，长时间通电工作，其可靠性也易于出现问题；而且受线性特性的影响，会产生一定的测量误差。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种基于光纤光栅传感器的泡沫液体液位监测系统，既能够精确测量液位高度，又可以检测泡沫的警戒高度，同时可实现长期在线监测，为保证工艺和安全生产提供可靠的数据依据。