郭宏偉++肖培林++李學鵬

摘 要：基于以單片機為核心設(shè)計了智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器。由于變送器電路采用了脈寬調(diào)制（PWM）、DC/DC隔離、射頻技術(shù)和微機技術(shù)，具有較強的抗干擾能力，并且溫漂小，易標定。該智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器經(jīng)現(xiàn)場使用，效果良好。

關(guān)鍵詞：電容式；蒸汽鍋爐；水位變送器

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A

1 概述

蒸汽鍋爐水位是一個必須監(jiān)控的重要參數(shù)，目前使用的監(jiān)測蒸汽鍋爐水位的方法主要有三種：一是開關(guān)量輸出。這種方式可靠性高，不足是開關(guān)量輸出，一次性補水量過多，會造成蒸汽壓力、溫度下降過多，供熱不穩(wěn)。第二種方式是第一種方式的擴展，將蒸汽鍋爐水位開關(guān)量輸出由四檔變成八檔，只不過是增加了另一種監(jiān)測手段，仍不能做到連續(xù)水位信號輸出。第三種方式是目前實現(xiàn)蒸汽鍋爐變頻自動補水最常采用的方式，這種方式要求將蒸汽鍋爐水位和冷凝水位降溫，外引至差壓變送器，引水管滿管不能有氣泡，不能有堵塞，須定期疏通排污。排污時須按嚴格的操作步驟操作平衡閥，否則會造成差壓傳感器膜片的永久性擊穿。電容式蒸汽鍋爐水位計是一種新型的電容式連續(xù)蒸汽鍋爐水位測量儀表，但大都由分立元器件組成，受干擾、溫漂大、標定難，不具備智能的功能。針對上述問題，本文設(shè)計一種智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器，該變送器有較強的抗干擾能力，并且溫漂小，現(xiàn)場標定簡單易行。

2 工作原理

電容式物位測量原理是基于電容器之電容量的變化，電容器實際上由筒壁與安裝于壁上但與其電絕緣的探頭組成。由于蒸汽介電常數(shù)大于空氣的介電常數(shù)，故探頭被鍋爐水完全浸沒時，系統(tǒng)電容量必定大于探頭被部分浸沒或完全裸露時的系統(tǒng)電容量。鍋爐水位高度與電容變化量成正比，變送器中的振蕩電路可以把鍋爐水位變化引起的電容量改變轉(zhuǎn)換為頻率的變化，經(jīng)過CPU運算處理實現(xiàn)蒸汽鍋爐水位的連續(xù)測量。

3 電路設(shè)計

4 現(xiàn)場試用

設(shè)計的智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器在沈東機械總廠蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上運行，直接替換進口差壓式水位變送器，用于變頻補水控制，現(xiàn)場布置圖片如圖4所示。經(jīng)現(xiàn)場試用，使用效果良好。

結(jié)語

文中研制的智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器，測量量程大，線性好，量程變化范圍自適應，無需分段，操作簡單，適應性強，可在高溫、高壓環(huán)境下連續(xù)工作，結(jié)構(gòu)簡單，適用于所有飽和蒸汽鍋爐水位的測量。

參考文獻

[1]BURR-BROWN，4-20mA CURRENT LOOP TRANSMITTERS，2000.

[2]NXP Semiconductors，P89LPC970/971/972 User manual.23 October 2009.

摘 要：基于以單片機為核心設(shè)計了智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器。由于變送器電路采用了脈寬調(diào)制（PWM）、DC/DC隔離、射頻技術(shù)和微機技術(shù)，具有較強的抗干擾能力，并且溫漂小，易標定。該智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器經(jīng)現(xiàn)場使用，效果良好。

關(guān)鍵詞：電容式；蒸汽鍋爐；水位變送器

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A

1 概述

蒸汽鍋爐水位是一個必須監(jiān)控的重要參數(shù)，目前使用的監(jiān)測蒸汽鍋爐水位的方法主要有三種：一是開關(guān)量輸出。這種方式可靠性高，不足是開關(guān)量輸出，一次性補水量過多，會造成蒸汽壓力、溫度下降過多，供熱不穩(wěn)。第二種方式是第一種方式的擴展，將蒸汽鍋爐水位開關(guān)量輸出由四檔變成八檔，只不過是增加了另一種監(jiān)測手段，仍不能做到連續(xù)水位信號輸出。第三種方式是目前實現(xiàn)蒸汽鍋爐變頻自動補水最常采用的方式，這種方式要求將蒸汽鍋爐水位和冷凝水位降溫，外引至差壓變送器，引水管滿管不能有氣泡，不能有堵塞，須定期疏通排污。排污時須按嚴格的操作步驟操作平衡閥，否則會造成差壓傳感器膜片的永久性擊穿。電容式蒸汽鍋爐水位計是一種新型的電容式連續(xù)蒸汽鍋爐水位測量儀表，但大都由分立元器件組成，受干擾、溫漂大、標定難，不具備智能的功能。針對上述問題，本文設(shè)計一種智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器，該變送器有較強的抗干擾能力，并且溫漂小，現(xiàn)場標定簡單易行。

2 工作原理

電容式物位測量原理是基于電容器之電容量的變化，電容器實際上由筒壁與安裝于壁上但與其電絕緣的探頭組成。由于蒸汽介電常數(shù)大于空氣的介電常數(shù)，故探頭被鍋爐水完全浸沒時，系統(tǒng)電容量必定大于探頭被部分浸沒或完全裸露時的系統(tǒng)電容量。鍋爐水位高度與電容變化量成正比，變送器中的振蕩電路可以把鍋爐水位變化引起的電容量改變轉(zhuǎn)換為頻率的變化，經(jīng)過CPU運算處理實現(xiàn)蒸汽鍋爐水位的連續(xù)測量。

3 電路設(shè)計

4 現(xiàn)場試用

設(shè)計的智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器在沈東機械總廠蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上運行，直接替換進口差壓式水位變送器，用于變頻補水控制，現(xiàn)場布置圖片如圖4所示。經(jīng)現(xiàn)場試用，使用效果良好。

結(jié)語

文中研制的智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器，測量量程大，線性好，量程變化范圍自適應，無需分段，操作簡單，適應性強，可在高溫、高壓環(huán)境下連續(xù)工作，結(jié)構(gòu)簡單，適用于所有飽和蒸汽鍋爐水位的測量。

參考文獻

[1]BURR-BROWN，4-20mA CURRENT LOOP TRANSMITTERS，2000.

[2]NXP Semiconductors，P89LPC970/971/972 User manual.23 October 2009.

摘 要：基于以單片機為核心設(shè)計了智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器。由于變送器電路采用了脈寬調(diào)制（PWM）、DC/DC隔離、射頻技術(shù)和微機技術(shù)，具有較強的抗干擾能力，并且溫漂小，易標定。該智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器經(jīng)現(xiàn)場使用，效果良好。

關(guān)鍵詞：電容式；蒸汽鍋爐；水位變送器

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A

1 概述

蒸汽鍋爐水位是一個必須監(jiān)控的重要參數(shù)，目前使用的監(jiān)測蒸汽鍋爐水位的方法主要有三種：一是開關(guān)量輸出。這種方式可靠性高，不足是開關(guān)量輸出，一次性補水量過多，會造成蒸汽壓力、溫度下降過多，供熱不穩(wěn)。第二種方式是第一種方式的擴展，將蒸汽鍋爐水位開關(guān)量輸出由四檔變成八檔，只不過是增加了另一種監(jiān)測手段，仍不能做到連續(xù)水位信號輸出。第三種方式是目前實現(xiàn)蒸汽鍋爐變頻自動補水最常采用的方式，這種方式要求將蒸汽鍋爐水位和冷凝水位降溫，外引至差壓變送器，引水管滿管不能有氣泡，不能有堵塞，須定期疏通排污。排污時須按嚴格的操作步驟操作平衡閥，否則會造成差壓傳感器膜片的永久性擊穿。電容式蒸汽鍋爐水位計是一種新型的電容式連續(xù)蒸汽鍋爐水位測量儀表，但大都由分立元器件組成，受干擾、溫漂大、標定難，不具備智能的功能。針對上述問題，本文設(shè)計一種智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器，該變送器有較強的抗干擾能力，并且溫漂小，現(xiàn)場標定簡單易行。

2 工作原理

電容式物位測量原理是基于電容器之電容量的變化，電容器實際上由筒壁與安裝于壁上但與其電絕緣的探頭組成。由于蒸汽介電常數(shù)大于空氣的介電常數(shù)，故探頭被鍋爐水完全浸沒時，系統(tǒng)電容量必定大于探頭被部分浸沒或完全裸露時的系統(tǒng)電容量。鍋爐水位高度與電容變化量成正比，變送器中的振蕩電路可以把鍋爐水位變化引起的電容量改變轉(zhuǎn)換為頻率的變化，經(jīng)過CPU運算處理實現(xiàn)蒸汽鍋爐水位的連續(xù)測量。

3 電路設(shè)計

4 現(xiàn)場試用

設(shè)計的智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器在沈東機械總廠蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上運行，直接替換進口差壓式水位變送器，用于變頻補水控制，現(xiàn)場布置圖片如圖4所示。經(jīng)現(xiàn)場試用，使用效果良好。

結(jié)語

文中研制的智能型電容式蒸汽鍋爐水位變送器，測量量程大，線性好，量程變化范圍自適應，無需分段，操作簡單，適應性強，可在高溫、高壓環(huán)境下連續(xù)工作，結(jié)構(gòu)簡單，適用于所有飽和蒸汽鍋爐水位的測量。

參考文獻

[1]BURR-BROWN，4-20mA CURRENT LOOP TRANSMITTERS，2000.

[2]NXP Semiconductors，P89LPC970/971/972 User manual.23 October 2009.