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浅谈磁致伸缩液位计的应用 液位计如何操作

时间:2020-07-08    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
  关键字:伸缩液位计,差压变送器,传感管
  
  1磁致伸缩液位计的组成和原理
  
  1.1组成
  
  磁致伸缩式液位计是一种可进行连续液位、界面测量,并提供用于监视和控制的模拟信号输出的高精度的测量仪表,由三部分组成:(A)360度内磁浮子;(B)传感器(压磁传感器和磁致传感管);(C)塑封全智能化电子装置。可智能化编程,带有液晶显示,可显示总体液位,界面液位,以及温度输出的电信号,实际液位值,温度值,带有偏移量的实际液位值等。
  
  1.2工作原理
  
  在一非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线,在磁致伸缩线一端装有一个压磁传感器,该压磁传感器每秒发出10个电流脉冲信号给磁致伸缩线,开始计时,该电流脉冲同磁性浮子的磁场产生相互作用,在磁致伸缩线上产生一个扭应力波,这个扭应力波以已知的速度从浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送。直到压磁传感器收到这个扭应力信号为止,压磁传感器可测量出起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔,根据时间间隔大小来判断浮子的位置,由于浮子总是悬浮在液面上,且磁浮子位置随液面的变化而变化,即时间间隔大小也就是液面的高低,然后通过全智能化电子装置将时间间隔大小信号转换与被测液位成比例的4~20mA信号(HART)进行输出。
  
  2特性
  
  2.1优点
  
  (1)结构简单,仅由三部分组成;
  
  (2)高精度,满量程的0.01%,zui大误差不超过1.27mm;
  
  (3)标定极其简单,无需实标,只需按按钮或者使用HART协议;
  
  (4)对于重新标定或忘记标定值,无需重新校验;
  
  (5)测量范围大,0~22m;
  
  (6)可同时测量总体液位和界面液位,以及温度输出;
  
  (7)压力范围大,zui大207Bar,标准的是66Bar;
  
  (8)温度范围大,-196℃到427℃;
  
  (9)可现场替换差压式,电容式,超声波式,雷达式,外浮筒式,钢带或伺服马达式等液位变送器。
  
  2.2缺点
  
  (1)不能测量高粘度液体和泥浆,天线浸在被测液体或其饱和汽体中工作,不适用于有压、自聚、有腐蚀、有毒、高黏度液体的测量。
  
  (2)浮子沿着波导管外的护导管上下移动,有时会被卡住。
  
  3实例分析、比较
  
  3.1差压变送器和磁致伸缩液位计测量界面分析比较
  
  图1、2是一个化工装置中典型的化合反应器液位测量示意图。上面是油(苯及其化合物)下面是液体催化剂。由于催化剂的密度比油大,两种物料会自动分离。工艺操作人员通过控制催化剂、油的界面(LT1测量)和油液位(LT2测量)来保证化合反应的生成率。两个液位值必须控制在一定的范围内,是系统停车联锁点。
  
  (1)采用差压变送器测量界面误差原因分析(图1)
  
  初期我们用差压变送器测量,差压变送器测量时要用油密度和催化剂密度来确定仪表的零点和量程,这两个值是理论计算出来的。
  
  以图1为例差压变送器(LT1)的差压(P)计算公式为:
  
  实际油混合物在罐内分离后。上面的油含有催化剂,下面的催化剂也含有油,且在水与油界面存在厚薄不一、密度不一的过度层,实际两种物质的密度和理论值有误差;北方地区冬天温度在0度以下,仪表需用蒸汽伴热,由于蒸汽伴热会造成导压管内的液体汽化,液体汽化后密度会发生变化,基于以上原因,从计算公式可以看出ρ1、ρ2密度值的变化造成了差压液位变送器较大的测量误差,zui多的误差可达10.0%。差压变送器(LT2)的差压(P)计算公式为:
  
  反应器内的油汽化会使差压变送器(LT2)导压管负压侧内积液,因此需对导压管负压侧充水。由于反应器内有压力,导压管负压侧内时间长了会进油,加上冬季拌热,ρ4的密度发生改变。ρ4的变化造成LT2较大测量误差。为保证测量的准确,要定期对导压管进行冲水。
  
  (2)采用磁致伸缩液位计(图2)
  
  磁致伸缩式液位计出厂是根据用户提供的“上密度”和“下密度”确定浮子的重量。在测量界面时,实际上是浮子浮在界面上,所受的浮力和重力相等。公式为:
  
  由于浮子所处位置的密度是相对固定的,即含油与含催化剂的百分率是相对固定的。从上面的公式可以看出ρ1、ρ2相对固定,浮子所受到的浮力是固定的。浮子的浮在界面和液面从而保证了磁致伸缩式液位计的高精度测量。
  
  磁致伸缩液位计可以同时测量液位和界面,在DCS内加减模块用液位值减界面值得到油的准确高度,解决了图1中LT2只能测量上部分油液位的不足,使工艺操作人员对反应器内的情况了解的更清楚。差压变送器导压管冬天用蒸汽伴热会造成导压管内的液体汽化,必需定期进行排气和充隔离液,当物料有杂质时会造成仪表堵塞,仪表维护人员工作量大,采用磁致伸缩式液位计后仪表维护量减少很多。
  
  3.2用于大型储罐界面测量时和伺服马达液位计的比较
  
  在化工生产中大型储罐界面的测量,伺服马达液位计和磁致伸缩式液位计是用的zui多的液位计,精度都很高。但伺服马达液位计缺点是:1)机械传动机构,不可避免带来磨损问题;2)标定复杂;3)液面波动时对测量有较大影响;4)结构复杂,维修困难。基于以上原因我们用磁致伸缩式液位计优于伺服马达液位计。
  
  4小结
  
  磁致伸缩式液位计作为一种新兴的测量仪表,具有精度高、稳定性和可靠性好的优点。更适合于界面液位测量,未来在石油、化工、医药等行业将会有更大的市场。

一、防腐型磁翻板液位计应用
  1、防腐型磁翻板液位计是磁性液位计系列中的一个特规,其本体外壳采用不锈钢,内壁接液部分附衬PTFE,采用无盲区的拉伸翻边的特殊工艺结构,去除旧产品衬PTFE两端的大盲区缺陷。同时由于PTFE的强耐腐蚀性能,使此型式的液位计完全胜任于强酸、碱场合(注:“王水”也不例外)。
  2、防腐型磁翻板液位计被广泛用于石油、化工、冶金、食品、制药、精细化工等各种生产过程中的液位测量与控制。同时该液位计配上液位报警、控制开关,可实现液位或界位的上、下越位报警控制或联锁。配上干簧芯片组液位变送器,可将液位、界位信号转换成4~20mA标准信号,转输给计算机、调节器、液位数显表、液位数显仪,实现远距离指示、检测、记录与控制。

二、防腐型磁翻板液位计结构原理
  防腐型磁翻板液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当容器中的液位升降时,液位计主导管中的浮子也随之升降,浮子内的*磁钢通过磁耦合传递到现场指示器,驱动红或白翻转180度,当液位上升时,翻柱有白色转为红色,当液位下降时,翻柱又红色转为白色,指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度,从而实现液位的指示。

三、防腐型磁翻板液位计特点
1、结构坚固,耐温防腐,抗震;
2、指示清晰,无盲区观测方便;
3、测量范围大,高度无太大限制;
4、密封性高,使用安全;
5、活套法兰,便于安装;
5、PTFE防腐性能优越;
6、标准信号远传,超强抗干扰,通用性极强;

差压液位计

 

差压式液位计是利用液柱产生的压力来测量液位高度的装置,在水位发生变化后,差压变送器测到的压差也会随之发生变化,它们之间有线性的关系。

 

差压式液位计A

 

 

差压式液位计B

 

 

差压式液位计C

 

 

什么是液位测量时的零点迁移问题?怎样进行迁移?其实质是什么?

 

用差压变送器测量液位时,由于差压变送器安装的位置不同,正压和负压导压管内充满了液体,这些液体会使差压变送器有一个固定的差压。在液位为零时,造成差压计指示不在零点,而是指示正或负的一个指示偏差。为了指示正确,消除这个固定偏差,就把零点进行·向下或向上移动,也就是进行“零点迁移”。这个差压值就称为迁移量。如果这个值为正,即称系统为正迁移;如果为负,即系统为负迁移;如果这个值为零时,即为无迁移。

 

超声波测量液位原理

 

 

超声波液位计的工作原理是与换能器(探头)发出高频超声波脉冲遇到被测介质有关。表面被反射回来,部分反射回波被同一换能器接收,转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播,从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示:S=C×T/2

 

由于发射的超声波脉冲有一定的宽度,使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭,无法识别,不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。

 

电容式液位计

 

 

电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内,金属棒作为电容的一个极,容器壁作为电容的另一极。 

 

电容液位计体积小,容易实现远传和调节,适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。(来源自动化频道)




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