污水池液位计的改造

贾勇强 康娟

（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014080）

污水池液位计的改造

贾勇强 康娟

（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014080）

本文根据污水处理站的工艺要求发现电容式液位开关在实际使用中存在很大的缺陷给生产和维护带来许多不便。简单的介绍了电容式液位计的工作原理和实际使用中的局限性，以改造为目的利用超声波液位计为非接触式仪表的优势展开讨论，同时并根据实践经验提出合理可行的改造方案，用超声波液位计代替电容式液位开关，从软件上实现联锁控制。

电容式液位开关 局限性 超声波液位计 联锁

我公司尾矿污水池采用电容式物位开关，当污水池液位处于高液位时联锁启动污水泵运行，当达到低液位时污水泵停止运行，由于在实际应用中，进入污水池的水流大，杂物多对液位开关有影响，使得液位开关不能准确记忆高低液位，使电容式液位开关不能正常工作导致污水泵启停频繁。于是我们对污水池的液位开关进行了改造，选用超声波液位计。超声波液位计在使用过程中稳定性好，大大的降低了故障率，减少了维修成本，延长了泵的使用寿命，同时也降低了工人的劳动强度。

1　污水池的工艺及联锁要求

污水池的水主要来源于生活用水和对厂房冲洗地坪所回收的水以及排污泵站排放的废水和泵池的溢流水。为了对这些水进行回收再利用，用污水池进行回收，当污水池的水位达到一定高度时需要用泵进行抽水以便回收更多的水。可是这些水量是不稳定的不能预知什么时候会流满污水池，所以需要通过液位去控制泵的启停。当污水池液位达到指定高液位时就启动泵抽水，抽到指定低液位时停止泵。

2　电容式液位开关的原理及局限性

2.1电容式物位开关原理：

原设计中采用的是E+H公司的Liquicap M FMI51电容式物位开关来实现联锁控制。该物位开关是利用物位高低变化影响电容值变化的原理来进行测量的。探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大。对于电导率为100μs/cm 的液体介质，测量值与液体的介电常数（DK）的大小无关，因此介电常数（DK）的波动不会导致显示测量值发生变化。此外，测量系统还能消除介质粘附以及在带屏蔽段探头的过程连接处附近冷凝对测量的影响。

2.2电容式物位开关在使用中的局限性

电容式液位计是一种接触式仪表，在污水池中使用时易受到检测介质的影响，电极容易挂料，还有污水池中一些固体颗粒会改变介电常数导致电容值不稳定测出的液位不准易波动，而且标定的高低液位易产生变化。

3　DF—6220型超声波液位计的工作原理及特点

3.1DF-6220型超声波液位计的工作原理

超声波液位计是利用电声原理制成的，其中超声波液位计由探头和变送器两部分组成。超声波探头主要由压电晶片和金属片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。当电压作用于压电晶片时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。

基于以上原理通过探头发射超声波经液体表面反射后折回，由同一个探头接收。测量超声波的整个运行时间t，利用探头所采集信号经由主板处理从而实现液位的测量。

3.2DF-6220型超声波液位计的特点

DF-6220型超声波液位计供电电压为AC220V，可输出DC 4—20mA信号，并带有5个可通过设置液位控制输出的继电器。可就地显示当前液位值。并带有温度补偿。

DF-6220型超声波液位计是一种非接触式仪表，它的检测探头悬置在液面之上，不会被检测液体侵蚀到或者污染。而且超声波液位计相对来说故障率低易于维护。

4　改造设计方案

先前是利用电容式液位计的开关量高启低停来控制污水泵，现经过改造利用DF-6220型超声波液位计输出的4-20mA模拟信号来控制泵的启停。

具体方案：（1）首先测量污水池的深度以此来标定液位计的量程及其它参数的设定；（2）将安装好的液位计输出4-20mA的模拟信号接入到西门子S7-300PLC中的AI模块中；（3）将污水池蓄水到启泵液位，然后手动启动泵同时开始计时，得出泵抽完一池水需要的时间；（4）将上述的工作准备完毕后通过Step7编程软件编写程序，采集到的液位信号与污水池设定启泵的液位值比较，当液位计采集到的液位信号达到设定液位时开始启泵，同时倒计时当时间结束后自动停泵这样就完成了污水池水泵的自动启停。

5　结语

经过改造后运行效果明显，达到了改造的目的。相比改造前的故障率有所降低，备件更换率减少、降低成本维修率、提高了泵的使用寿命。对于提高生产效率、控制质量和安全环保也起到一定作用。

［1］王华祥，张淑英.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社，1991.

［2］贾伯年，俞朴.传感器技术.南京：东南大学出版社，1998.

贾勇强（1984—），男，内蒙古呼和浩特市人，助理工程师，主要从事自动化技术工作；康娟（1987—），女，陕西渭南人，助理工程师，主要从事电气技术工作。