儲罐沉降測量方案

1、儲罐基礎(chǔ)沉降測量裝置1、儀器測量原理選定16個觀測點，在其中兩個觀測點上緊貼罐體外壁豎直放置兩根PVC硬管并加以固定；在罐體底部放置一圈PVC軟管，使用16個接頭將硬管和軟管連接起來，形成一個連通器。根據(jù)連通器原理，每根豎管里的液面必定在同一水平面，隨著時間的推移，儲罐基礎(chǔ)沉降會使罐體底部發(fā)生傾斜和翹曲，每個觀測點的高度將改變，則各個觀測點中的液體即將開始流動，由液柱高的一端向液柱低的一端流動，直到各容器中的液面相平時，即停止流動而靜止。經(jīng)由裝置測量沉降后的各測點液位為H1、H2、H3H16，選擇液位最小值，假設(shè)H1最小。 故各點相對基礎(chǔ)沉降量為X2=H2-H1 X3=H3-H1 X16=H1

2、6-H1 （1-1）液位變化狀態(tài)直觀反應(yīng)了基礎(chǔ)沉降狀態(tài),液位上升了說明該點基礎(chǔ)沉降了。若16個測點X值均等于0，說明罐體均勻沉降，各點沉降量相等；若X值不等于0且各不相等，說明各點基礎(chǔ)沉降均不同；若X值存在為0的點或者X值存在相等的點，說明基礎(chǔ)沉降存在相同的點。根據(jù)壓強公式P=gH，液柱的靜壓與液位成正比，各測點液柱高度改變導(dǎo)致壓強發(fā)生變化，該裝置通過特制傳感器感知壓強變化從而得出液位變化，最終集成實時液位曲線圖，通過觀察各測點液位變化即可反向推出各點儲罐基礎(chǔ)沉降量。圖1-1 儀器示意簡圖2、材料及儀器安裝該裝置涉及使用長1.6m、直徑10cm的透明PVC硬管，長320米、直徑10cm的PVC

3、軟管，管道接頭16個，其中三向接頭2個、兩項接頭14個，壓差液位傳感器16個，16路智能巡檢儀一個。 PVC硬管 接頭 PVC軟管燁立工控 WMY2012-B 直引線液位計 燁立工控 YL-MD80 16路智能巡檢儀 圖2-1 材料及實驗器材2.1液位計種類及選擇目前常用的液位計有磁性浮子液位計、無線電波液位計、超聲波液位計、電容式液位計、靜壓（差壓）式液位計、磁致伸縮式液位計等，選擇合適的液位計對于實現(xiàn)方便、準(zhǔn)確的測量至關(guān)重要。2.1.1磁性浮子液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測容器中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器

4、，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)，當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實際高度，從而實現(xiàn)液位清晰的指示。磁性浮子液位計可以做到高密封、防泄漏，適用于高溫、高壓、耐腐蝕的場合。對高溫、高壓、有毒、有害、強腐蝕介質(zhì)更顯其優(yōu)越性。但是，該液位計與介質(zhì)直接接觸，浮球密封要求要嚴(yán)格，不能測量粘性介質(zhì)。磁性材料如退磁易導(dǎo)致液位計不能正常工作，翻板容易卡死，造成無法遠(yuǎn)傳指示。2.1.2無線電波液位計無線電波液位儀，主要是為遠(yuǎn)距離的水塔、山頂水池水位監(jiān)測而設(shè)計的智能儀表，它不但可監(jiān)視水位的變化，同時還可以自動控制水泵的啟停。本機共分三大部分，即水深傳感器、

5、發(fā)送機與接收機，發(fā)送機裝設(shè)在水塔內(nèi)，接收機裝在控制中心，傳感器投入水中，其輸出電壓與水深成正比，水位越高，其輸出電壓越大，在時序電路的控制下，將其水深信號通過發(fā)射天線傳輸?shù)娇刂浦行牡慕邮諜C，接收機在程序的控制下將水位數(shù)據(jù)顯示出來，并且根據(jù)設(shè)定的水位上下限值及水位報警值。但究其高昂的價位，目前無線電波液位計使用并不廣泛。2.1.3超聲波液位計超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表。在測量中脈沖超聲波由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。無機械可動部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測量，且

6、不受液體的粘度、密度等影響。但精度比較低，測試容易有盲區(qū)。不可以測量壓力容器，不能測量易揮發(fā)性介質(zhì)。2.1.4電容式液位計采用測量電容的變化來測量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)1和液面上的介電常數(shù)2不同。所以，可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有1和2的恒定才能保證液位測量準(zhǔn)確，因被測介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。傳感器無機械可動部分，結(jié)構(gòu)簡單、可靠；精確度高；檢測端消耗電能小，動態(tài)響應(yīng)快；維護(hù)

7、方便，壽命長。被測介質(zhì)需為導(dǎo)電率不低于103SM的非結(jié)晶導(dǎo)電液體。被測液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會引起誤差。電容式液位計一般用于調(diào)節(jié)池、清水池測量。2.1.5磁致伸縮式液位計探棒上端電子部件產(chǎn)生低壓電流脈沖，開始計時，產(chǎn)生磁場沿磁致伸縮線向下傳播，浮子隨著液位變化沿測量竿上下移動，浮子內(nèi)有磁鐵，也產(chǎn)生磁場，兩個磁場相遇，磁致伸縮線扭曲形成扭應(yīng)力波脈沖，脈沖速度已知，計算脈沖傳播時間即對應(yīng)液位精確變化。靜壓（差壓）式液位計由于液柱的靜壓與液位成正比，因此利用壓力表測量基準(zhǔn)面上液柱的靜壓就可測得液位。根據(jù)被測介質(zhì)的密度及液體測量范圍計算出壓力或壓差范圍，再選用量程、精確度等性能合適的壓力表或差壓表。普及

8、范圍廣，容易校準(zhǔn)。精度較高，一般可達(dá)到25，穩(wěn)定性強，抗沖擊、抗震動，體積小、重量輕，適用于各種液體，安裝靈活、使用方便。適用范圍廣，一般用于開放液罐的低液位監(jiān)控、井或開放水域的深度或液位測量、地下水水位測量、污水處理，給水、化工和制藥工業(yè)、恒壓供水系統(tǒng)等行業(yè)液位的測量與控制。儲罐沉降測量裝置涉及的儲罐尺寸較大，且本裝置原理是根據(jù)P=gH，液柱高度變化導(dǎo)致壓強變化，通過測量壓差計算變頻得出液位變化，故本裝置測量儀器使用靜壓投入式直引線液位傳感器和燁立工控YL-MD80 16路智能巡檢儀。該巡檢儀支持多機通訊，可選擇多種通訊接口方式（如RS-232C、RS-485、RS-422等），通訊波特率3

9、009600bps儀表內(nèi)部參數(shù)自由設(shè)定?？膳c各種帶串行輸入輸出的設(shè)備（如電腦、可編程控制器、PLC等）進(jìn)行通訊，配用YL系列數(shù)據(jù)采集器和基于WINDOWS95平臺的全中文WSAT工控組態(tài)軟件，可方便的實現(xiàn)多臺儀表與上位機進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理，構(gòu)成各種監(jiān)控系統(tǒng)。可直接配接各型串行打印機（如TPuP微型串行打印機、LQ-300K串行打印機等），以實現(xiàn)各通道測量值即時打印、各通道測量值定時打印等功能。打印單位內(nèi)部任意設(shè)定，也可手動即時打印出各通道實時測量值。該儀表支持萬能信號輸入、全新概念的計算機數(shù)字自動調(diào)校、支持多機網(wǎng)絡(luò)通訊且通訊波特率可任意自由設(shè)定，具有獨特的全開放式用戶自設(shè)定界面，測量值零點與量程范圍

10、、輸出方式、各通道報警方式可自行設(shè)定，設(shè)定參數(shù)在斷電時可永久保留及參數(shù)密碼鎖定，擁有全數(shù)字化冷端補償及交直流開關(guān)電源供電方式，通道巡檢時可任意開啟或關(guān)閉不使用的通道，儀表配接打印機可定時、即時打印各通道測量值等。 圖2-2 靜壓投入式直引線液位計傳感器尺寸圖2.2試驗準(zhǔn)備沉降觀測點的設(shè)置宜選用不受破壞和不受擾動的點作為觀測點；按規(guī)范要求在儲罐基礎(chǔ)的四周360度均分各取16個點作為基礎(chǔ)沉降觀測點，用倒紅三角顯著標(biāo)識，便與固定傳感器位置。試水管路的安裝、敷設(shè)以及檢驗水平管采用硬度較低伸縮性能較好的PVC軟管，它有一定的厚度，可以提供足夠的抗沖擊性能，延緩管路老化，同時韌性和變形能力較高，可以適應(yīng)儲

11、罐底板傾斜、翹曲等變形。每根豎管長80cm，為了便于固定在罐體外側(cè)同時有利于觀察液面，采用硬質(zhì)透明PVC管，安裝好管路后，加入液體檢驗管路是否密閉性良好，節(jié)點處是否存在滲漏，加入的液體應(yīng)滿足防凍穩(wěn)定，因此采用防凍液最為合適。2.2.3管路的固定為了避開罐體與底板之間的焊縫同時控制各測點水平位置，豎管下端固定在距離底板10cm處，豎管端口處、接管各個端口處分別用磁鐵和環(huán)形鐵片與罐體外壁吸附在一起。環(huán)形鐵片寬5cm,環(huán)形端口處各有一段長8cm的平直段鐵片，能足夠承擔(dān)管路和防凍液的重量。這樣的固定裝置便于后期儀器的拆卸和二次使用，同時裝置的材料簡單且使用廣泛，循環(huán)利用，節(jié)約成本。圖2-3 固定件示意

12、圖2.2.4管路保護(hù)環(huán)境變化是不可忽視的要素，氣溫過高，會造成管內(nèi)液體蒸發(fā)；氣溫過低會使管內(nèi)液體凝結(jié)；雨天會使管內(nèi)水位上升，等等。這些都會使測量結(jié)果嚴(yán)重偏離實際情況。為防止管內(nèi)水分蒸發(fā)，裝置需在豎管頂部加密封蓋，僅留一個極小的通風(fēng)孔，以通過水深傳感器的電線和平衡大氣壓。冬季氣溫低，管路內(nèi)的液體如果是水，達(dá)到0就會凝結(jié)，甚至使管路脹裂，因此采用防凍液較為妥當(dāng)。普通防凍液的冰點一般為-40，較好的防凍液冰點可達(dá)-60，足以抵抗一般地區(qū)的冰凍現(xiàn)象。其優(yōu)良的防腐蝕和防垢性能也可以保護(hù)PVC管路長期使用，減少了儀器的后期維護(hù)和材料的更替，經(jīng)濟(jì)適用。液位傳感器線路鋪設(shè)鑒于該裝置長期使用，反復(fù)拆卸和安裝是不可避免的，為了方便起見，該裝置改裝了特制傳感器：傳感器使用環(huán)氧樹脂膠固定在接管底部，接管與液位傳感器相結(jié)合，電線尾端換用意大利插槽，接管再開一小口，插槽固定在小口處并保持管路密封，最好使用膠粘劑封口，即接管外側(cè)設(shè)置插槽，便于使外接電纜與內(nèi)置傳感器相連接，拆卸時僅拔下外部電纜插頭即可。裝置在使用時，外部線路