馮招招

摘要： 文章以福建LNG接收站儲罐儀表測量系統(tǒng)為例，簡單介紹了液位-溫度-密度計（LTD）液位測量、溫度測量及密度測量工作原理，詳述了密度測量計算方法，對今后儲罐儀表系統(tǒng)液位-溫度-密度計（LTD）的運行監(jiān)控及檢維修工作提供了有效的理論數(shù)據(jù)支撐。

關鍵詞： 儲罐儀表;液位-溫度-密度計（LTD）;測量原理;PT100鉑熱電阻;鏈輪;鋼帶盤

【中圖分類號】 TP273【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）16-0208-01

伴隨著我國天然氣行業(yè)的迅猛發(fā)展，液位-溫度-密度計（LTD）以其多功能性，既可以測量介質液位，也可以測量介質溫度和密度，且具有高精確性和穩(wěn)定性等優(yōu)點，一直被廣泛應用于LNG儲罐介質液位、溫度和密度測量。本文詳細闡述了液位-溫度-密度計（LTD）的溫度測量、液位測量及密度測量原理，通過收集LTD在福建LNG接收站液化天然氣儲罐中相關生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，總結出了密度測量的計算方法。

1液位-溫度-密度計（LTD）簡介

液位-溫度-密度計（LTD）是一款緊湊型設備，主要由伺服電機、滑環(huán)、LCD顯示器、鋼帶盤、鏈輪、限位臂、電子編碼器、傳感器探頭和電路板組成。傳感器探頭具有測量液位、溫度和密度的能力，傳感器探頭通過PTFE涂層的穿孔帶可以保持在液體介質的任何地方或液面，通過探頭中的傳感器對LNG介質進行檢測，探頭與LTD之間的通訊是通過帶PTFE涂層的鋼帶，穿孔不銹鋼帶通過一個鏈輪，電磁驅動電子編碼器來確定探頭的位置和介質液位。

2液位-溫度-密度計（LTD）工作原理

2.1液位測量原理

液位-溫度-密度計（LTD）液位測量是利用一個能準確記錄鏈輪旋轉的絕對編碼器，鏈輪通過與傳感器探頭相連接的鋼帶驅動，鏈輪每旋轉一圈300mm，絕對編碼器準確記錄了鏈輪旋轉圈數(shù)，從而來精確確定傳感器探頭在液化天然氣（LNG）儲罐內(nèi)的具體位置，計算得出測量介質的液位。

液位-溫度-密度計（LTD）傳感器探頭與鋼帶相連接，在介質液位測量過程中，編碼輪通過磁耦合驅動跟隨齒輪一起轉動，編碼輪包含以毫米計量單位和厘米計量單位進行分級編碼的孔洞，每移動10cm，通過小齒輪將引起分米計量單位的鋼帶盤轉動，以此類推，分米計量單位的鋼帶盤每轉動10分米，將嚙合轉動計量單位為米的鋼帶盤，最后，每轉動10米，將嚙合轉動第三和最后一個計量單位為丈的鋼帶盤。通過這四個組合編碼輪能組成一個從0到99999mm、精度為+/-1mm的絕對編碼，這些編碼以孔或黑底白紋表示，由光傳感器讀取，每個十進位編碼由均勻分布在編碼區(qū)域的25個光傳感器讀取，每個十進位被平均分成30等分，提供30個不同的編碼。為確保液位-溫度-密度計（LTD）能夠實時地顯示液位，25個傳感器每秒鐘讀取3次，通過讀取25個光傳感器的狀態(tài)就能精確計算出被測介質的實時液位。

此外，當液位被讀取時，總是連續(xù)讀兩次，這兩次讀數(shù)必須相同才被接受，如果不是這種情況，主機將顯示錯誤信息，直到連續(xù)讀兩次液位讀取值相等后重新建立液位實時顯示。

2.2溫度測量原理

液位-溫度-密度計（LTD）帶有一個能夠測量密度和溫度的傳感器探頭，該探頭中測量溫度的傳感器是由一個PT100鉑熱電阻組成，安裝在探頭激勵線圈的正上方，經(jīng)過鋼帶與LTD主電路板相連，在實際生產(chǎn)運行中，LNG儲罐中介質溫度的變化由溫度傳感器PT100鉑熱電阻轉換成阻值的變化，然后通過鋼帶傳至LTD主電路板上經(jīng)微處理器計算得出液體介質各位置的實時溫度值。

2.3密度測量原理

液位-溫度-密度計（LTD）帶有一個能夠測量密度和溫度的傳感器探頭，該傳感器探頭支撐腔固定安裝在鋼帶的末端，經(jīng)連接接頭與鋼帶相連，傳感器探頭支撐腔是一個頂部和

底部完全開放的結構，內(nèi)部安裝有激勵線圈、振動管和頻率傳感器（詳見下圖），在實際生產(chǎn)運行中，液位-溫度-密度計（LTD）

傳感器探頭正常停留在LNG儲罐罐底，測量底部的密度和溫度，在移動期間，傳感器探頭從罐底勻速開始向上運行，移至儲罐液體介質表面，然后再勻速向下運行下降到罐底，利用侵沒在液體中的線圈振動是液體的一種密度特性，將所測液體介質密度轉換成傳感探頭內(nèi)振動線圈的周期振動頻率，然后通過鋼帶傳至主電路板上經(jīng)微處理器計算得出液體介質各位置的實時密度值。

以下為密度方程組：

參考文獻

[1]李競武.我國物位測量技術及儀表發(fā)展概況[R].深圳，2005.

[2]賈春陽.談談幾種儲罐測量技術[J].中國計量，2004，（4）：25.

[3]李冬梅.罐區(qū)自動計量技術[J].世界儀表與自動化，2003，（1）：34-35.