摘 要： 對植物油罐測量方法中的人工檢尺法、質(zhì)量流量計和雷達液位儀的測量原理進行了介紹，并根據(jù)生產(chǎn)實際對人工檢尺法、雷達液位儀和質(zhì)量流量計的測量數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果說明質(zhì)量流量計和雷達液位儀具有較好的測量效果，可用于植物油罐油脂的計量。
關鍵字： 植物油罐 液位測量方法 智能化計量
隨著植物油儲備、保管工作的發(fā)展，油罐液位的測量工作由于涉及到保管、貿(mào)易結(jié)算等方面，已成為當今工業(yè)測量中極其重要的工作內(nèi)容。目前在植物油罐計量、結(jié)算方面常用的液位測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、雷達液位儀等智能化計量設備使植物油罐的監(jiān)控和容積測量方法趨向多元化、自動化。筆者根據(jù)自己的使用感受談一下對植物油罐計量方法的看法，供同行參考。
1 幾種計量方法的原理
1.1 人工檢尺法
1.1.1 原理
植物油罐計量的傳統(tǒng)方法是人工檢尺法，它主要適用于儲存在立式油罐、船舶液貨倉等容器內(nèi)的散裝液態(tài)植物油的商業(yè)質(zhì)量靜態(tài)計量。其測量參數(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)驗的工人利用油尺對油罐液位高度進行測量，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。同時使用溫度計測量計算油罐內(nèi)植物油的平均溫度，并取樣化驗測量密度，計算出油罐內(nèi)油脂的容量和質(zhì)量。
1.2 雷達液位儀
1.2.1 原理
雷達液位儀是利用發(fā)射雷達信號被液體表面反射后，無線接收回波的原理使用的。由于信號頻率在改變，回波與信號發(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)換計算出油罐液位和容積。
1.2.2 使用方法
雷達液位儀安裝在植物油儲罐的頂端，根據(jù)頂部天線發(fā)射的雷達信號反射測量出液位和容積。同時根據(jù)多點溫度計測量出油罐內(nèi)油脂的平均溫度，計算出油罐內(nèi)油脂的質(zhì)量和密度。測量過程中無需移動部件，通過非接觸測量，可實現(xiàn)對油罐的管理、監(jiān)控，同時通過罐下顯示儀可以在油罐下方實時讀取油罐內(nèi)油脂的信息。
1.3 質(zhì)量流量計
1.3.1 原理
流量計是測量流量的儀表，根據(jù)測量對象分為封閉管道流量計和敞開管道流量計。封閉管道流量計常用的有容積式流量計、速度式流量計和質(zhì)量流量計等，目前廣泛使用的是質(zhì)量流量計。質(zhì)量流量計中最具代表性的是科里奧利質(zhì)量流量計，簡稱CMF。它是利用流體在直線運動的同時處于一個旋轉(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)量流量儀表。
1.3.2 使用方法
質(zhì)量流量計直接安裝在管道上，通過傳感器和變送器可以直接、實時測量介質(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，它的測量結(jié)果不受人的意志而改變，測量結(jié)果客觀。
2 幾種計量方法對比
目前，企業(yè)使用雷達液位儀和質(zhì)量流量計主要擔心測量數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性問題，所以選用雷達液位儀和質(zhì)量流量計的企業(yè)多采用人工檢尺法與質(zhì)量流量計、雷達液位儀相結(jié)合的監(jiān)控方式對整個植物油罐區(qū)進行管理。我們在現(xiàn)場對3種計量方式測得的數(shù)據(jù)進行了比較。
2.1 人工檢尺和雷達液位儀測量數(shù)據(jù)的比較
利用油罐向碼頭發(fā)油的工作流程對發(fā)油前后的油罐液位高度和溫度進行了測量，進而測算出發(fā)油量進行比較。
作業(yè)當天天氣陰，環(huán)境溫度6～10℃，罐頂風力5～6級，輸送油脂的管道為DN250，作業(yè)前為空管，作業(yè)完成后進行了管道清掃。測量數(shù)據(jù)見表1。
表1 油罐循環(huán)測量數(shù)據(jù)對照
因為油液位高度低于3m，所以雷達液位儀的平均溫度參照人工檢尺測量的溫度。根據(jù)公式容積Vt=V檢+V靜修計算出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)油量計算對照表。
表2 油罐發(fā)油量計算對照
由表2可以看出，在此次實際作業(yè)中，人工檢尺和雷達液位儀在容積和質(zhì)量上的相差為：ΔV=1279.287－1278.707=0．58m3，Δm=1186.748－1186.210=0．538t，根據(jù)計算可得出，雷達液位儀和人工檢尺的測量數(shù)據(jù)誤差為0.045%。
2.2 人工檢尺、雷達液位儀和質(zhì)量流量計測量數(shù)據(jù)的比較
以汽車發(fā)油方式對人工檢尺、雷達液位儀和質(zhì)量流量計所計量的發(fā)油量進行了比較。
作業(yè)期間天氣以多云為主，伴有陰雨，環(huán)境溫度15～20℃，罐頂風力5～7級，泵進口前管道為DN150，長度約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數(shù)據(jù)進行比較分析，見表3。
表3 汽車發(fā)油測量數(shù)據(jù)對照
根據(jù)前面的實踐作業(yè)對照，雷達液位儀的溫度與人工檢尺法計量的溫度基本一致。在這次作業(yè)中，人工檢尺法油脂的溫度參照雷達液位儀的溫度，通過計算得D20=0．9200t/m3，人工檢尺法、雷達液位儀和質(zhì)量流量計3種計量方式對汽車發(fā)油量的計算結(jié)果見表4，3種方法的對照結(jié)果見表5。由表5可見，誤差比較大的是第1、2次發(fā)油。這是因為作業(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，泵進口前管道內(nèi)的空氣同時排出，造成油罐內(nèi)油脂利用壓力壓入管道。這樣進行汽車發(fā)油時，質(zhì)量流量計計量的是發(fā)油終端的發(fā)油量，而雷達液位儀和人工檢尺法計量的是油罐的發(fā)油量，同時考慮到發(fā)油損耗情況，從計算數(shù)據(jù)來看，第1次發(fā)油時質(zhì)量流量計的計量數(shù)據(jù)與人工檢尺、雷達液位儀的計量數(shù)據(jù)相差較大。工人在罐頂檢尺計量，不可避免地要受到外界環(huán)境如風速等的影響。但是隨著發(fā)油次數(shù)的增加和發(fā)油數(shù)量的增加，3種計量方式對發(fā)油量的計量誤差逐漸穩(wěn)定在0．20%左右。
表4 汽車發(fā)油量計算對照
表5 雷達液位儀、質(zhì)量流量計和人工檢尺法對照
3 結(jié)束語
通過對智能化計量設備即雷達液位儀和質(zhì)量流量計計量數(shù)據(jù)分析表明，雷達液位儀和質(zhì)量流量計的使用可以達到與人工檢尺法同樣的計量效果，同時智能化計量設備的應用還具有以下優(yōu)點：①智能化計量設備計量客觀，精度較高，可實現(xiàn)實時監(jiān)控、計量。質(zhì)量流量計和雷達液位儀采用動態(tài)、靜態(tài)計量相結(jié)合的方式，分別計量了終端發(fā)油量和油罐發(fā)油量，而且可以通過設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勞動力減少，勞動強度降低。傳統(tǒng)的人工檢尺法對工人的檢尺技術和熟練程度要求高，通常需要拿著操作工具，在現(xiàn)場緊張工作，工作環(huán)境差。智能化計量設備應用后，在正常情況下，工人只需要在中控室微機前觀察、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)場解決，保證了工作的連續(xù)和穩(wěn)定，同時統(tǒng)計工作可根據(jù)需要隨時方便打印，消除了繁瑣的統(tǒng)計和計算工作。③植物油智能化計量設備的成功應用，將提高植物油保管、儲運計量工作的自動化和管理工作的現(xiàn)代化程度，使油脂保管、儲運控制管理達到國際先進水平，對油脂保管工作降低運輸損耗，提高保管安全性，減輕工作勞動強度具有積極意義，但在設備的使用中還存在需要進一步完善的地方，如雷達液位儀和質(zhì)量流量計存在零點漂移的問題，需要在具體使用過程中進一步深化研究。