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磁翻板液位計測量并用微積分計算臥式氨罐液氨分量
摘 要：氮肥廠用臥式液氨貯罐是由一個圓筒和兩個橢圓形封頭構成的。 消費的液氨是從底部向上填充的,必需用液氨的裝填高度去確定所裝液氨的體積。我廠原先采用卸水計量法來找高度(h)與體積V 的函數關系,即把氨罐裝滿水,然后把水卸到事后做好的單位體積的水槽，記下液位高度,制造V(h)標尺,裝置于貯罐的液位計上,由液位高度讀出液氨體積數或分量。如今給大家詳細引見一種用初等數學微積分辦法計算液氨分量，并用VB 寫一個計算液氨分量計算器。
前言
我公司有五個φ3000×13080，100m³臥式圓柱貯罐，并間隔氨分解零碎有500m，分解零碎采用DCS 控制，消費采用三班倒，班產必需計量，氨罐液位必需遠傳到電腦上，然后用液氨計算器計算液氨分量，只需輸出接班時液位高度和交班時液位高度，就可計算出當班液氨產量。
采用微積分計算氨罐體積V首先，氨罐兩個橢圓形封頭組成一個橢球，用微積分計算液位與橢球體積V1 的函數關系，然后再計算液位與臥式圓柱體積V2 的函數關系。
液位與臥式圓柱體積V2 的函數關系
1.1 計算橢球的體積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 計算圓柱體的體積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 寫一順序來計算液位爲某一高度x 時的液氨分量順序如下：
Private Sub RunCommand1_Click()
Dim h, x, y, c, r, l, v1, v2, v, g, q As Single
‘變量聲明
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 “輸出溢值”
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 “輸出溢值”
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 氨罐的裝置要求
運用此計算公式要求氨罐裝置一臺液位變送器和一臺磁翻板液位計，磁翻板液位計用來校準液位變送器的數值。假如氨罐間隔分解崗位較近，可以間接在電腦里寫順序，實時顯示，假如氨罐間隔分解崗位較遠，可以選擇用無線傳輸模塊來傳輸數據，液位顯示在電腦，然后用液氨分量計算器計算液氨分量。此外有三種狀況會影響計量的性：① 氨罐制造尺寸能否；② 氨罐裝置能否程度；③ 液位變送器數值能否；
4 總結
我公司五個液氨貯罐間隔分解崗位比擬遠，采用無線傳輸模塊(磁翻板楊維駿帶遠傳4-20mA電流信號輸入），把氨罐液位顯示在電腦屏幕上，然后用液位高度計算液氨分量，經過一年的運用，根本，誤差在0.2%以下，可以用在消費中計量各班液氨產量。