自流井磁致伸縮液位計在界面測量中的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)當(dāng)中精確測量反應(yīng)器及儲罐中介質(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)器和大容積儲罐,其界面測量尤為重要。該液面的測量準(zhǔn)確與否直接影響到企業(yè)的能源消耗、成本核算等重要問題。

界面測量原理

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

在化工生產(chǎn)當(dāng)中反應(yīng)器以及儲罐的界面的測量是一個難點，采用單法蘭變送器界面測量舉例，在測量時會存在著以下幾個問題。

(1)由于密度的不確定因素會與理論值存在誤差。

(2)由于儲罐不可能全部充滿二氯乙烷，當(dāng)再常溫下氣化時，會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的安全隱患，操作人員對液位也不好控制。

(3)當(dāng)測量時抗干擾能力差，液位波動大，工藝操作難度多，也會導(dǎo)致測量的液位誤差較大。

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

一、自流井磁致伸縮液位計的結(jié)構(gòu)及其工作原理

（1）自流井磁致伸縮液位計結(jié)構(gòu)

自流井磁致伸縮液位計采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，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）自流井磁致伸縮液位計工作原理

基于磁致伸縮測量原理，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)出電流詢問脈沖并開始計時，該電流脈沖形成的磁場與磁浮子的固定磁場相互作用，在磁致伸縮線上產(chǎn)生一個扭應(yīng)力波(簡稱返回脈沖)，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的位置沿磁致伸縮線向兩端傳送，頂端傳感器接收到信號，計數(shù)器計算出起始脈沖與返回扭應(yīng)力波的時間間隔，從而根據(jù)時間間隔和已知的速度計算出浮子的位置。由于浮子隨液面的改變而同步變化，因此可以計算出液面的高度。

二、自流井磁致伸縮液位計在界面測量當(dāng)中的應(yīng)用

由于磁致伸縮變送器具有高精度,測量范圍廣,耐高溫,耐高壓的特點,所以采用自流井磁致伸縮液位計進(jìn)行測量該界面。

根據(jù)儲罐的上下兩種介質(zhì)的實際密度確定磁致伸縮式液位計的浮子的密度,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固定的,即含水與含二氯乙烷的百分率是相對固定的,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量的界面位置。

當(dāng)兩種液體密度值被確定時，進(jìn)行浮子的精確計算，當(dāng)ρ1和ρ2相差越大時，測量越容易，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的高精度測量。同時自流井磁致伸縮液位計上再加裝一個浮子就可以測量水封的高度，進(jìn)行界面直接測量，非間接計算界面值，除此之外還可以同時測量界面和液面雙液位輸出，界面最小比重差為0.04S.G.精密計算設(shè)計浮子。油水界面、甲烷氯化物、苯乙烯都可進(jìn)行測量。

這樣不但為工藝提供了精確的界面高度同時還可以提供精確的液體高度。可以使工藝操作人員對儲罐內(nèi)的情況了解的更清楚。通過以上分析可以看出,自流井磁致伸縮液位計在界面測量方面不但消除了由于介質(zhì)比重發(fā)生變化引起的測量值與實際只存在較大偏差的問題,在測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能及時掌握儲罐內(nèi)的具體情況。

SWISA的“變形金剛”系列自流井磁致伸縮液位計是高精度、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、界面測量。由于采用磁致伸縮技術(shù)決定了其測量過程不受溫度、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、界面的高精度測量。