云母水位計(jì)監(jiān)視技術(shù)探究
日期：2015-03-23 閱讀數(shù)：
云母水位計(jì)監(jiān)視技術(shù)探究
――鄧曉南
摘要：
本文通過(guò)現(xiàn)有云母水位計(jì)在顏色觀測(cè)原理存在問(wèn)題的分析，提出了改進(jìn)途徑和想法，分析了顏色傳感器在顏色識(shí)別方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)可應(yīng)用性進(jìn)行闡述以供參考。
關(guān)鍵詞：云母水位計(jì) 識(shí)別 顏色 傳感器
引言：
我公司生產(chǎn)的WDP系列汽包水位低偏差云母水位計(jì)已經(jīng)廣泛用于各發(fā)電廠、石油化工及各工礦企業(yè)的高壓蒸汽鍋爐或其他壓力容器監(jiān)測(cè)水位的一次就地直讀儀表。它的直觀性是其他類型水位計(jì)無(wú)法比擬的，它采用汽紅水綠顯示液位，無(wú)水全紅，滿水全綠，紅綠界面即為實(shí)際水位。
通常的監(jiān)視辦法是在現(xiàn)場(chǎng)直接觀察或安裝彩色工業(yè)電視進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)采用工業(yè)電視監(jiān)控時(shí)，傳輸?shù)皆诳刂剖覂?nèi)的監(jiān)視器熒屏上遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)效果經(jīng)常會(huì)受到工業(yè)電視本身的性能和環(huán)境光線的干擾。這里也給就我們提出了一個(gè)問(wèn)題，怎樣才可以增強(qiáng)云母水位計(jì)汽包水位的監(jiān)控性。當(dāng)我們?cè)颇杆挥?jì)安裝完畢后，就地觀察效果通常是非常清晰的，而通過(guò)工業(yè)電視顯示時(shí)效果出現(xiàn)了改變。當(dāng)然在合適光下時(shí)下工業(yè)電視是可以滿足監(jiān)控要求的，而在周圍光線較弱或較強(qiáng)的情況時(shí)就不容易分辨出汽紅水綠。正因?yàn)樗羞@樣的缺點(diǎn)，云母水位計(jì)常常在水位監(jiān)控作用中利用率不高。
就地效果例如下圖：
而在控制觀察顯示屏?xí)r，效果就大不如就地觀察，例如下圖:
是否云母水位計(jì)可以像差壓水位計(jì)和電接點(diǎn)水位那樣在機(jī)組運(yùn)行時(shí)投入調(diào)節(jié)和保護(hù)呢。通過(guò)查詢一些資料發(fā)現(xiàn)顏色是可以被測(cè)量的，在這里簡(jiǎn)單說(shuō)明一下顏色的原理，顏色是眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)光源的感覺(jué)，它是光源在眼睛的視網(wǎng)膜上形成的訊號(hào)刺激大腦皮層產(chǎn)生的反應(yīng)，這種生理的反應(yīng)就是顏色的感覺(jué)。顏色的三要素是：光源、觀察物體和觀察者(器)，在這里我們是可以在觀察器上著手加以研究的。紅、綠、 藍(lán)就是人們常常所說(shuō)三原色光，達(dá)到顏色匹配時(shí)所需要的三原色的數(shù)量，稱三刺激值。通過(guò)光在有水和無(wú)水的折射不同，云母水位計(jì)主要產(chǎn)生兩種光線：紅光和綠光，可見(jiàn)光是自然界中光譜的一小部分，由于波長(zhǎng)在0.77～0.39微米之間的光,可以被人的肉眼看見(jiàn)，物理學(xué)上把之稱為可見(jiàn)光?？梢?jiàn)光波長(zhǎng)為0.77～0.39微米之間，紅光與綠光均為可見(jiàn)光，紅色的波長(zhǎng)為0.622～0.597微米，綠光的波長(zhǎng)為0.492～0.455微米。
人們已經(jīng)將紅光與綠光從波長(zhǎng)的角度區(qū)分開了，也就是說(shuō)我們可以通過(guò)測(cè)量波長(zhǎng)來(lái)判斷紅綠并進(jìn)行電轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在市場(chǎng)上有種顏色識(shí)別傳感器。
我們是否可以在現(xiàn)有云母水位計(jì)上安裝這種顏色識(shí)別傳感器，借以改正工業(yè)電視在本身性能和外界光線不足的缺點(diǎn)。
初步思路將顏色識(shí)別傳感器安裝在表體罩內(nèi)，根據(jù)鍋爐運(yùn)行要求保護(hù)定值在相應(yīng)的表體位置安裝傳感器，選用帶有PNP/NPN /RS485、顏色和強(qiáng)度評(píng)估、自學(xué)習(xí)（Teach In）功能的傳感器，顏色識(shí)別傳感器具有以下功能：
可以識(shí)別和檢測(cè)各種物體的顏色，包括發(fā)光體及非發(fā)光體(如:LED,各種產(chǎn)品或被檢測(cè)物體的外表色等，對(duì)于LED發(fā)光體,可以實(shí)現(xiàn)顏色識(shí)別,極性判別,亮度檢測(cè)，電流及電壓檢測(cè)，以及不合格產(chǎn)品的清分等，對(duì)于其他物體，可以通過(guò)對(duì)其表體顏色的判別來(lái)區(qū)分或檢測(cè)相關(guān)品質(zhì)，具有手動(dòng)操作和自動(dòng)操作，切換功能手動(dòng)操作時(shí)，可以學(xué)習(xí)一種顏色并且識(shí)別此種發(fā)光顏色 自動(dòng)操作時(shí)，可以學(xué)習(xí)兩種或以上顏色并且自動(dòng)識(shí)別所學(xué)兩種顏色 手動(dòng)或自動(dòng)操作時(shí)，所學(xué)習(xí)的顏色信息會(huì)一直保留到設(shè)備系統(tǒng)中，設(shè)備斷電不會(huì)丟失信息，直到需要重新學(xué)習(xí)其他顏色才會(huì)被新的信息所替代，單次識(shí)別顏色所需要的時(shí)間 <=100ms 與各種工業(yè)控制機(jī)器都可以連接(例如PLC，微控制單元MCU等)對(duì)于不同的物體顏色檢測(cè)要求,可以靈活的配合完成特定的功能需求，可以配合制定適合需求的相應(yīng)解決方案，將信號(hào)發(fā)送給PLC或者M(jìn)CU實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的監(jiān)控，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)云母汽包水位的監(jiān)控測(cè)量方面的不足。
結(jié)束語(yǔ)
WDP系列云母水位計(jì)已經(jīng)成為我公司自主生產(chǎn)的一項(xiàng)產(chǎn)品，不斷的提高它的優(yōu)勢(shì)和性能成為我們需要考慮的問(wèn)題，增強(qiáng)它的監(jiān)控能力對(duì)公司的發(fā)展和社會(huì)效益有著很重要的意義，顏色傳感器在其上面的應(yīng)用還在進(jìn)一步探究當(dāng)中。
