摘要：在液化石油氣儲存過(guò)程中，不但要求測量?jì)x表具有較高的測量精度，還應能夠很好地適應密閉壓力容器的環(huán)境，同時(shí)達到遠距離傳送數據的要求。該文對磁致伸縮液位計的組成．基本原理及近年來(lái)實(shí)際應用效果進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并與其它類(lèi)型液位計進(jìn)行了比較、分析，#終得出的結論是此類(lèi)液位計憑借其高精度．低成本．免維櫨的好特優(yōu)點(diǎn)使它在當今液位測量領(lǐng)域占較大優(yōu)勢。

 

        在現代化的工業(yè)生產(chǎn)中，液位測量幾乎遍及過(guò)程控制中的各個(gè)環(huán)節.在液化石油氣儲存過(guò)程中，不但要求測量?jì)x表具有較高的測量精度，還應能夠很好地適應密閉壓力容器的環(huán)境，同時(shí)達到遠距離傳送數據的要求。

        北京市液化石油氣公司某液化石油氣儲備廠(chǎng)每臺儲罐均裝有兩套液位計，一套是三暢儀表廠(chǎng)生產(chǎn)的磁翻板式液位計，作為現場(chǎng)巡視人員參考使用;另一套是荷蘭思諾公司生產(chǎn)的伺服式液位計，作為遠傳液位計使用，隨使用年限增長(cháng).伺服式液位計經(jīng)常出現液位計浮子卡滯或液位隨溫度漲浮較大等狀況，維修頻次逐漸升高且價(jià)格昂貴。

        隨著(zhù)自動(dòng)化儀表技術(shù)的發(fā)展，測量液位的方法及相應的儀表也在不斷地改進(jìn)和更新，為了尋求準確、實(shí)用的液位測量?jì)x表降低運行、維護成本，經(jīng)與其它類(lèi)型液位計多方面比較，液化氣公司#終選取了三暢儀表生產(chǎn)的磁致伸縮液位計(又稱(chēng)磁效應液位計)，經(jīng)實(shí)際使用及分析得知，此類(lèi)液位計具有高精度、低成本、免維護等特點(diǎn)，為解決生產(chǎn)中的測量問(wèn)題起到了重要促進(jìn)作用。

 

2、磁致伸縮液位計組成及原理概述

        (1)組成。

        磁致伸縮液位計用于高精度高壓強的液位測量，還可同時(shí)測量溫度等參數。它可與智能顯示儀及上位計算機一起構成液位測量管理系統，可實(shí)現液位的上、下限報警和遠距離的自動(dòng)控制。由360.內磁浮子、傳感器、塑封全智能化電子裝置三部分組成�？芍悄芑�編程，帶有液晶顯示，可顯示總體液位、界面液位、以及溫度輸出的電信號，實(shí)際液位值、溫度值，帶有偏移#的實(shí)際液位值等。

          (2)工作原理。

        脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的電脈沖沿外保護管內的波導絲傳遞，當該環(huán)形磁場(chǎng)遇到浮子中永久磁鐵的縱向磁場(chǎng)時(shí)，將形成一個(gè)螺旋形磁場(chǎng)，它作用于波導絲上并使之扭轉，產(chǎn)生超聲扭轉波，該超聲扭轉波返回到傳感線(xiàn)圈(變換器)時(shí)轉換成橫向應力，通過(guò)傳感線(xiàn)圈的磁通發(fā)生變化，在傳感線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生感應電壓，這樣可以通過(guò)精que測量發(fā)射脈沖和返回扭轉波的時(shí)間差來(lái)確定浮子的精que位置。由于浮子總是懸浮在液面上，且磁浮子位置隨頁(yè)面變化而變化，即時(shí)間間隔大小也就是頁(yè)面的高低，然后通過(guò)全智能化電子裝置將時(shí)間間隔大小信號轉換與被側液位成比例的4-2OmA信號進(jìn)行輸出。

 

3、在液化石油氣儲罐上的應用現狀及特性

          (1)安裝方法。

        北京市液化石油氣公司某廠(chǎng)的其中一臺2000 m3儲罐，直徑高達15.7 m,液位測量范圍為15 m，為避免由浮筒長(cháng)度過(guò)長(cháng)造成的不垂直帶來(lái)的計量誤差及浮子卡滯，該液位計采用分段式計量法，將原有浮筒進(jìn)行切割分段(每臺液位計分為3段，每段計盆范圍為5 m)，并采用可移動(dòng)法蘭連接、多臺儀表串聯(lián)的方式。

        液位數據采集后，在信號處理模塊中進(jìn)行初步分析處理，同時(shí)通過(guò)模塊傳輸數據傳輸至控制室，以便控制室人員實(shí)時(shí)監控。

          (2)應用情況分析。

        本例將某臺儲罐作為研究對象。該儲罐在2013年的液位計為伺服式液位計、2014年更換為磁致伸縮液位計，以下是近幾年運行過(guò)程中采集的液位計運行數據，探討在儲罐存儲氣質(zhì)不變的情況下，夏季溫差變化較大時(shí)期，兩種液位計的實(shí)際測量效果及誤差率。樣本選取時(shí)間為夏季北京溫升較高的7月，選取時(shí)段為8時(shí)、12時(shí)(該儲罐上午至中午基本處于靜默儲存狀態(tài)，液位變化僅受溫度影響，側量人為同人同視角)。測量設備選用深圳市佳信電子有限公司生產(chǎn)的CA380非接觸式紅外測溫儀。

        測量結果。(見(jiàn)圖1、圖2)

        由以上兩圖得知，伺服液位計誤差值曲線(xiàn)較高，液位漲浮較大，計量誤差#高達+0.3 m，而磁致伸縮液位計誤差值曲線(xiàn)相對穩定，液位漲浮較小，計量誤差在士0.2 m之間，較為精誰(shuí)。

 

4與其它液位計分析比較

        (1)光纖液位計。

        以光學(xué)技術(shù)為基礎，以光纖作為敏感單元，將敏感狀態(tài)以光信號取出，再進(jìn)行光電轉換，所以易與高度發(fā)展的電子控制裝置相匹配。與其它常規傳感器相比，光纖傳感器具有靈敏度高、響應速度快、抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、電絕緣性好，體積小以及便于與光纖傳輸系統組成遠程監測網(wǎng)絡(luò )等特點(diǎn)，尤其在易燃易爆的惡劣環(huán)境中得到廣泛應用。

          (2)差壓式液位計。

        差壓式液位計利用液體的壓強原理，在液體的底部檢測液體壓強和標準大氣壓的壓差。它通過(guò)液體底壓強使半導體擴散硅薄膜產(chǎn)生形變，引起電橋不平衡，電路輸出與液位高度相對應的電壓，從而獲取液位信號。具有精度高(0.7%),漂移小、抗過(guò)載能力強等特點(diǎn)。但當介質(zhì)的密度隨介質(zhì)的溫度、壓力、組分而變化時(shí)，差壓式液位計會(huì )產(chǎn)生虛假液位。

        (3)伺服液位計。

        伺服液位計通過(guò)伺服電機控制浮子跟隨液位或者界面變化。伺服型浮子液位計通過(guò)浮子在液面、液內、界面上受到不同的浮力，利用重力敏感裝置測量浮子的重量.它可同時(shí)發(fā)出遠傳信號，采用微機進(jìn)行遠程控制，其動(dòng)態(tài)跟蹤誤差可達0.1 m m，同時(shí)還能補償液面的高低對鋼絲繩產(chǎn)生的附加重量的誤差;對液面的測且精度可達0.7 mm,靈敏度可達0.1 m m。另外，它還具有自診斷及通信功能。該液位計具有較高的可靠性。但價(jià)格比較高。

 

          (4)雷達液位計。

        利用雷達電波測覺(jué)液位是近幾年國內外都很關(guān)注的技術(shù)。其利用喇叭狀波導管發(fā)射低功率微波(幾十微瓦)，遇到被測介面后，部分微波反射回來(lái)，被發(fā)射、接收組合液位計系統接收.通過(guò)測量發(fā)射、接收的時(shí)間差來(lái)間接測量液位。雷達液位計的#大特點(diǎn)是適用于超聲波液位計應用效果不理想的環(huán)墩中，其#大量程可達35 m,測量精度可達毫米級。但其缺點(diǎn)是價(jià)格過(guò)高，不能耐高溫、高壓。

          (5)綜合對比。

        對市場(chǎng)中應用較為廣泛的幾類(lèi)液位計綜合對比。(如下所示)

        價(jià)格方面：伺服液位計＞光釬液位計＞雷達液位計＞磁致伸縮液位計＞差壓式液位計＞磁翻板液位計，但是部分時(shí)候，高溫高壓 或者長(cháng)度長(cháng)的時(shí)候 磁翻板液位計價(jià)格＞雷達液位計＞磁致伸縮液位計＞差壓式液位計，當然也復雜工況下，差壓液位計價(jià)＞雷達液位計＞磁翻板液位計＞磁致伸縮液位計。

5、結語(yǔ)

        磁致伸縮液位計作為新興的測量?jì)x表，在液位測量中的應用只有十幾年的歷史，其好特優(yōu)點(diǎn)使它在當今液位測量領(lǐng)域占有很大優(yōu)勢。目前在北京市液化石油氣公司儲罐逐漸推廣使用，結果發(fā)現其達到了高精度測量的目標，測量采集到的數據輸出后實(shí)時(shí)存儲至遠端計算機內，便于運算、查詢(xún)等操作，為罐區自動(dòng)化目標的實(shí)現提供了可靠的依據，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強度，

提高了生產(chǎn)過(guò)程監視及測#效率，為計量工作上升等級奠定了基礎，也為企業(yè)整體決策提供了及時(shí)有效的參考依據。

        隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)日趨自動(dòng)化，對液位檢測技術(shù)的要求也越來(lái)越高。為解決生產(chǎn)中的測量向題，一方面是采用新的測量原理，開(kāi)發(fā)新的液位檢測儀表，擴大檢測的手段，另一方面需朝著(zhù)實(shí)現微機化和智能化的方向發(fā)展。