磁翻板液位计测量并用微积分计算卧式氨罐液氨分量

摘 要：氮肥厂用卧式液氨贮罐是由一个圆筒和两个椭圆形封头构成的。 消费的液氨是从底部向上填充的,必需用液氨的装填高度去确定所装液氨的体积。我厂原先采用卸水计量法来找高度(h)与体积V 的函数关系,即把氨罐装满水,然后把水卸到事后做好的单位体积的水槽，记下液位高度,制造V(h)标尺,装置于贮罐的液位计上,由液位高度读出液氨体积数或分量。如今给大家详细引见一种用初等数学微积分办法计算液氨分量，并用VB 写一个计算液氨分量计算器。

前言

我公司有五个φ3000×13080，100m³卧式圆柱贮罐，并间隔氨分解零碎有500m，分解零碎采用DCS 控制，消费采用三班倒，班产必需计量，氨罐液位必需远传到电脑上，然后用液氨计算器计算液氨分量，只需输出接班时液位高度和交班时液位高度，就可计算出当班液氨产量。

 采用微积分计算氨罐体积V首先，氨罐两个椭圆形封头组成一个椭球，用微积分计算液位与椭球体积V1 的函数关系，然后再计算液位与卧式圆柱体积V2 的函数关系。

液位与卧式圆柱体积V2 的函数关系

1.1 计算椭球的体积V10

V1=πrc∫(1‐(r‐x)2/r2)dx

=πrc∫(1‐(r2‐2rx+x2)/r2)dx

=πrc∫((2rx‐x2)/r2)dx

=πrc∫(2x/r)dx‐∫(x2/r2)dx

=πrc(x2/r‐x3/3r2)

1.2 计算圆柱体的体积V2

V2=2l∫√r2‐(r‐x)2 dx

=2l∫√2rx‐x2 dx

=l[(x‐r)√2rx‐x2 +r2arcsin[(x‐r)/r] +πr2/2]

V=V1+V2=πrc(x2/r‐x3/3r2)+ l[(x‐r)√2rx‐x2 + r2arcsin[(x‐r)/r]

+πr2/2]

2 用VB 写一顺序来计算液位爲某一高度x 时的液氨分量顺序如下：

Private Sub RunCommand1_Click()

Dim h, x, y, c, r, l, v1, v2, v, g, q As Single

‘变量声明

h = Val(InputText1.Text)

c = 0.8: r = 1.5: l = 13.08

x = 3 * h / 100

y = x – r

v1 = 3.14159 * r * c * (x * x / r– x * x * x / 3

/ r / r)

If h = 0 Then

g = 0

OutputText1.Text = g

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h = 100 Then

g = 61.758

OutputText1.Text = g

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h > 100 Then

MsgBox “输出溢值”

Else

v2 = y * Sqr(2 * r * x – x * x) + r * r * Atn(y

/ r / Sqr(1 – y / r * y / r)) + 3.14159 * r * r / 2

v = v1 + v2 * l

g = v * 0.6176 ‘液氨密度：0.6176(15℃)

g = Round(g, 3)

OutputText1.Text = g

End If

h = Val(InputText4.Text)

c = 0.8: r = 1.5: l = 13.08

x = 3 * h / 100

y = x – r

v1 = 3.14159 * r * c * (x * x / r – x * x * x /

3 / r / r)

If h = 0 Then

q = 0

OutputText3.Text = q

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h = 100 Then

q = 61.758

OutputText3.Text = q

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

ElseIf h > 100 Then

MsgBox “输出溢值”

Else

v2 = y * Sqr(2 * r * x – x * x) + r * r * Atn(y

/ r / Sqr(1 – y / r * y / r)) + 3.14159 * r * r / 2

v = v1 + v2 * l

q = v * 0.6176

q = Round(q, 3)

OutputText3.Text = q

f = Abs(q – g)

f = Round(f, 3)

OutputText4.Text = f

End If

End Sub

3 氨罐的装置要求

         运用此计算公式要求氨罐装置一台液位变送器和一台磁翻板液位计，磁翻板液位计用来校准液位变送器的数值。假如氨罐间隔分解岗位较近，可以间接在电脑里写顺序，实时显示，假如氨罐间隔分解岗位较远，可以选择用无线传输模块来传输数据，液位显示在电脑，然后用液氨分量计算器计算液氨分量。此外有三种状况会影响计量的性：① 氨罐制造尺寸能否；② 氨罐装置能否程度；③ 液位变送器数值能否；

4 总结

         我公司五个液氨贮罐间隔分解岗位比拟远，采用无线传输模块(磁翻板杨维骏带远传4-20mA电流信号输入），把氨罐液位显示在电脑屏幕上，然后用液位高度计算液氨分量，经过一年的运用，根本，误差在0.2%以下，可以用在消费中计量各班液氨产量。