一种一体可冲洗的智能化液位变送器的制作方法

本发明适用于化工、发酵、食品加工和制药领域，通过设计一种一体可冲洗的智能化液位变送器，实现氮气气吹扫，工艺水反冲，智能化判堵等功能，在提高了仪表的集成度的基础上，增加了仪表的可靠性，减少系统维护保养的频次，减轻控制系统的负担，节约成本。

背景技术：

1、传统的压力式液位变送器多应用于化工、发酵、食品加工和制药行业的物位检测，通过液位变送器输送信号至控制系统，与执行器逻辑连锁，实现生产过程的自动控制。但是个别测量对象黏稠，流动性差，或者固态物含量过高，在环境稍恶劣的条件下，极易造成仪表接口的过程连接处发生堵塞。当发生堵塞时，首先需要人工判断堵塞的位置，人工拆除过程连接进行清洗，或者系统单独配置电磁阀和控制器进行反冲洗，大大增加了工作量和系统的开销，降低了生产效率。并且每当设备排空后，过程连接处存在存气的情况，需要手动开启排气阀进行排气，增加了人工巡检的工作量。本发明实现了一种集成化的液位变送器，变送器本身集成了自动排气、智能判断堵塞、氮气反冲和工艺水反冲的功能，在实际生产中具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种一体可冲洗的智能化液位变送器，在满足正常的物位测量功能的同时，可以智能化判断当前变送器过程连接处是否发生堵塞，自动启动反冲洗，自动排气，提高物位检测的准确度。

2、本发发明是这样实现的：

3、一种一体可冲洗的智能化液位变送器，将压电陶瓷传感器、反冲洗电磁阀、压缩空气电磁阀、排气电磁阀和显示操作面板集成在一个壳体中，通过单片机统一控制，并将测量的液位和报警信号输出；所述压电陶瓷传感器用于液体压力检测，所述反冲洗电磁阀安装于壳体外部，所述压缩空气电磁阀和排气电磁阀安装于壳体内部，所述显示操作面板安装于壳体顶部内侧；还设置有堵塞故障继电器，在发生堵塞时动作输出报警信号，智能化液位变送器可以设置三种反冲洗功能：选用氮气、选用工艺水或者选用工艺水之后使用氮气吹干。

4、1.所述选用氮气具体为：开启压缩空气电磁阀。

5、2.所述选用工艺水具体为：开启反冲洗电磁阀。

6、3.所述选用工艺水之后使用氮气吹干具体为：在面板中设定好参数：spt1为两次反冲洗之间的时间间隔、spt2为单次反冲洗的时间，spt3为压缩氮气吹扫的时间；仪表的反冲洗时间计时器t1开始计时累加，当t1≥spt1时，启动反冲洗计时器t2累加，当t2<spt2时，开启反冲洗电磁阀，对液位变送器的腔体内部和过程连接进行反冲洗；当t2≥spt2时，启动反冲洗计时器t3累加，当t3<spt3时，开启压缩空气电磁阀，对液位变送器的腔体内部和过程连接进行氮气吹扫吹干，当t3≥spt3时，将t1、t2、t3清零，系统自动进入下一个反吹扫周期。

7、4.具有智能判堵功能，具体为：

8、显示操作面板中设置参数，并自动运行；当整个液位变送器进行反吹扫冲洗时实时监测压电陶瓷传感器的压力值pt1，以选用工艺水反冲为例，在控制面板设定工艺水供液的压力sppt2，同时计算出capt02＝0.8*sppt2；当进行工艺水反冲洗结束最后一秒时，比较pt1与capt02，因为工艺反冲洗水的压力远远高于变送器设定的物料量程上限，所以当pt1>capt02时，可以判断过程连接处发生了堵塞，此时变送器的输出值为量程上限，同时堵塞故障继电器输出报警信号。

9、5.具有自动排气功能，具体为：

10、显示操作面板中设置参数，并自动运行；当液位计从设备空罐或者空管状态时检测到压电陶瓷传感器的压力值pt1有压力突变时，液位变送器自动进行一次排气操作，开启排气电磁阀，此时腔体中的空气由排气电磁阀排出；空气已经排净后延时2秒后，自动关闭排气电磁阀，结束自动排气的动作。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1.本液位变送器的过程连接接口为dn50的法兰接口，通过与设备或者管道的法兰接口连接，与物料接触，变送器采用压电陶瓷传感器，实现液位检测的功能；

13、2.本发明采用了一体化高集成的结构设计，将压电陶瓷传感器、反冲洗电磁阀、压缩空气电磁阀、排气电磁阀集成在一个壳体中，通过单片机统一控制，并将测量的液位和报警信号输出；

14、3.通过液位变送器的控制面板可以设定自动反冲洗的时间间隔、反冲洗介质的选择，实现液位计传感器和腔体的反冲洗；

15、4.通过传感器在反冲洗时压力测量值的变化，自动判断过程连接处是否发生堵塞，发生堵塞时在仪表面板提示，同时仪表输出端子的继电器动作输出报警；

16、5.通过液位变送器的控制面板可以设定自动排气时间，当设备空罐或者空管后再次进液时自动进行排气操作；

17、6.本发明的作用在于使用了高度集成的结构设计，将排气电磁阀、反冲洗执行器与液位变送器进行了一体化的封装，可以在空间狭小有限的位置安装，节约空间，现场整洁美观，减少安装和维护的工足量；

18、7.本发明取代了传统的手动排气阀、反冲洗执行器与液位变送器的分体设置，可以选择压缩氮气或者工艺水反冲洗，自动排气，同时将执行器的控制集中在液位变送器中的单片机中，不再占用dcs系统的控制点位，节约系统成本，减少了系统的开销。

技术特征：

1.一种一体可冲洗的智能化液位变送器，其特征在于，将压电陶瓷传感器、反冲洗电磁阀、压缩空气电磁阀、排气电磁阀和显示操作面板集成在一个壳体中，通过单片机统一控制，并将测量的液位和报警信号输出；所述压电陶瓷传感器用于液体压力检测，所述反冲洗电磁阀安装于壳体外部，所述压缩空气电磁阀和排气电磁阀安装于壳体内部，所述显示操作面板安装于壳体顶部内侧；还设置有堵塞故障继电器，在发生堵塞时动作输出报警信号，智能化液位变送器可以设置三种反冲洗功能：选用氮气、选用工艺水或者选用工艺水之后使用氮气吹干。

2.根据权利要求1所述的一体可冲洗的智能化液位变送器，其特征在于，所述选用氮气具体为：开启压缩空气电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一体可冲洗的智能化液位变送器，其特征在于，所述选用工艺水具体为：开启反冲洗电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一体可冲洗的智能化液位变送器，其特征在于，所述选用工艺水之后使用氮气吹干具体为：在面板中设定好参数：spt1为两次反冲洗之间的时间间隔、spt2为单次反冲洗的时间，spt3为压缩氮气吹扫的时间；仪表的反冲洗时间计时器t1开始计时累加，当t1≥spt1时，启动反冲洗计时器t2累加，当t2<spt2时，开启反冲洗电磁阀，对液位变送器的腔体内部和过程连接进行反冲洗；当t2≥spt2时，启动反冲洗计时器t3累加，当t3<spt3时，开启压缩空气电磁阀，对液位变送器的腔体内部和过程连接进行氮气吹扫吹干，当t3≥spt3时，将t1、t2、t3清零，系统自动进入下一个反吹扫周期。

5.根据权利要求1所述的一体可冲洗的智能化液位变送器，其特征在于，具有智能判堵功能，具体为：

6.根据权利要求1所述的一体可冲洗的智能化液位变送器，其特征在于，具有自动排气功能，具体为：

技术总结
本发明提供了一种一体可冲洗的智能化液位变送器，通过集成在壳体中的电磁阀，外接自动冲洗吹扫的介质实现了液位变送器的壳体和过程连接设备的冲洗和吹扫功能；结合了压变陶瓷传感器和微型水流开关采集的数据，实现了液位变送器智能判堵和自动排气的功能；本发明能够在满足精准的物位测量功能的同时，可以智能化判断当前变送器过程连接处是否发生堵塞，自动启动反冲洗，自动排气，大大的提高物位检测的准确度；整体结构紧凑，体积小巧大大节省了安装空间，适用于空间狭小的场地；仪表高度智能化，自带堵塞报警输出，在减少人工巡检的同时降低了系统开销合成本，方便仪表的日常保养维护，且具有良好的稳定性和可靠性。

技术研发人员：冯贵墨,林通,王月辉,王云阳,王硕,王汉雄,高树宇,李欣弘,刘庆阁
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13