冷水灘磁致伸縮液位計(jì)在界面測(cè)量中的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)當(dāng)中精確測(cè)量反應(yīng)器及儲(chǔ)罐中介質(zhì)的液面以及同一容器內(nèi)多種介質(zhì)的界面,尤其是重要的化合反應(yīng)器和大容積儲(chǔ)罐,其界面測(cè)量尤為重要。該液面的測(cè)量準(zhǔn)確與否直接影響到企業(yè)的能源消耗、成本核算等重要問(wèn)題。

界面測(cè)量原理

界面測(cè)量的理論依據(jù)--基于對(duì)液位計(jì)浮子結(jié)構(gòu)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和進(jìn)行浮子參數(shù)的精確計(jì)算。

在化工生產(chǎn)當(dāng)中反應(yīng)器以及儲(chǔ)罐的界面的測(cè)量是一個(gè)難點(diǎn)，采用單法蘭變送器界面測(cè)量舉例，在測(cè)量時(shí)會(huì)存在著以下幾個(gè)問(wèn)題。

(1)由于密度的不確定因素會(huì)與理論值存在誤差。

(2)由于儲(chǔ)罐不可能全部充滿二氯乙烷，當(dāng)再常溫下氣化時(shí)，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重的安全隱患，操作人員對(duì)液位也不好控制。

(3)當(dāng)測(cè)量時(shí)抗干擾能力差，液位波動(dòng)大，工藝操作難度多，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的液位誤差較大。

針對(duì)以上在生產(chǎn)當(dāng)實(shí)際中存的問(wèn)題,我們初期提出了多種解決方案但是在界面測(cè)量的問(wèn)題中出現(xiàn)了較大誤差,造成了較大損耗。基于這種背景,我們對(duì)此進(jìn)行反復(fù)分析、實(shí)踐,終于成功地用磁致伸縮式液位計(jì)解決了這一難題。

一、冷水灘磁致伸縮液位計(jì)的結(jié)構(gòu)及其工作原理

（1）冷水灘磁致伸縮液位計(jì)結(jié)構(gòu)

冷水灘磁致伸縮液位計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由三部分組成

·電子表頭: 外殼、電路底板、電子模塊

·探桿組件: 探桿、傳感器、磁致伸縮線、浮子

配套組件:浮筒及頂部法蘭等。

（2）冷水灘磁致伸縮液位計(jì)工作原理

基于磁致伸縮測(cè)量原理，在非磁性探桿內(nèi)裝有磁致伸縮線，磁致伸縮線頂端連接傳感器，當(dāng)電子單元發(fā)出電流詢問(wèn)脈沖并開(kāi)始計(jì)時(shí)，該電流脈沖形成的磁場(chǎng)與磁浮子的固定磁場(chǎng)相互作用，在磁致伸縮線上產(chǎn)生一個(gè)扭應(yīng)力波(簡(jiǎn)稱(chēng)返回脈沖)，該扭應(yīng)力波在磁致伸縮線內(nèi)的傳播速度為恒定值，它以已知的速度從浮子固定磁場(chǎng)的位置沿磁致伸縮線向兩端傳送，頂端傳感器接收到信號(hào)，計(jì)數(shù)器計(jì)算出起始脈沖與返回扭應(yīng)力波的時(shí)間間隔，從而根據(jù)時(shí)間間隔和已知的速度計(jì)算出浮子的位置。由于浮子隨液面的改變而同步變化，因此可以計(jì)算出液面的高度。

二、冷水灘磁致伸縮液位計(jì)在界面測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用

由于磁致伸縮變送器具有高精度,測(cè)量范圍廣,耐高溫,耐高壓的特點(diǎn),所以采用冷水灘磁致伸縮液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量該界面。

根據(jù)儲(chǔ)罐的上下兩種介質(zhì)的實(shí)際密度確定磁致伸縮式液位計(jì)的浮子的密度,該密度介于上下兩種介質(zhì)的密度之間,即浮子的密度ρ2<ρ3<ρ1。

由于浮子所處位置的密度是相對(duì)固定的,即含水與含二氯乙烷的百分率是相對(duì)固定的,浮子所受到的浮力也是固定的。

根據(jù)浮子所受到的浮力和該浮子的重力相等的原理,浮子將漂浮在所要測(cè)量的界面位置。

當(dāng)兩種液體密度值被確定時(shí)，進(jìn)行浮子的精確計(jì)算，當(dāng)ρ1和ρ2相差越大時(shí)，測(cè)量越容易，精度就越高。

浮子精確的浮在界面上從而保證了磁致伸縮式液位計(jì)的高精度測(cè)量。同時(shí)冷水灘磁致伸縮液位計(jì)上再加裝一個(gè)浮子就可以測(cè)量水封的高度，進(jìn)行界面直接測(cè)量，非間接計(jì)算界面值，除此之外還可以同時(shí)測(cè)量界面和液面雙液位輸出，界面最小比重差為0.04S.G.精密計(jì)算設(shè)計(jì)浮子。油水界面、甲烷氯化物、苯乙烯都可進(jìn)行測(cè)量。

這樣不但為工藝提供了精確的界面高度同時(shí)還可以提供精確的液體高度。可以使工藝操作人員對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的情況了解的更清楚。通過(guò)以上分析可以看出,冷水灘磁致伸縮液位計(jì)在界面測(cè)量方面不但消除了由于介質(zhì)比重發(fā)生變化引起的測(cè)量值與實(shí)際只存在較大偏差的問(wèn)題,在測(cè)量精度方面也大大地提高了,為工藝操作人員提供了更為準(zhǔn)確的界面及儲(chǔ)罐內(nèi)的液位。抗干擾能力強(qiáng) ,工藝操作人員操作方便同時(shí)能及時(shí)掌握儲(chǔ)罐內(nèi)的具體情況。

SWISA的“變形金剛”系列冷水灘磁致伸縮液位計(jì)是高精度、高可靠性的創(chuàng)新型產(chǎn)品，它的出現(xiàn)很好的解決了極惡劣工況下的液位、界面測(cè)量。由于采用磁致伸縮技術(shù)決定了其測(cè)量過(guò)程不受溫度、壓力、介電常數(shù)等因素變化的影響，其高精度、高穩(wěn)定、免維護(hù)等特性，很好的避免了傳統(tǒng)電浮筒、差壓變送器、雷達(dá)等其它液位產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在的缺陷，故廣泛應(yīng)用于各種液位、界面的高精度測(cè)量。