磁致伸縮液位計是采用“磁致伸縮”原理設計的液位測量?jì)x表，具有測量精度高、穩定性好及應用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，主要應用于各類(lèi)油品儲罐的液位測量。 磁致伸縮液位儀的測量范圍較寬（#大測量值可達 ２０ｍ），分辨率達 ０．５ｍｍ，精度等級約０．２ ～１．０ 級，由于其提供給用戶(hù)的是覺(jué)對位置讀數，不需要進(jìn)行定期重標，斷電后歸零的問(wèn)題也不予考慮。 非接觸式的測量方式消除了機械磨損的影響，是非粘稠和非高溫液體液位測量的一種優(yōu)選測量?jì)x表。

 

          然而，在安裝磁致伸縮液位計時(shí)，如果不能根據現場(chǎng)的實(shí)約hou純齠隕璞傅陌滄跋附誚�行胞}�，矇墨无法达到其应有导{杓樸諾�，反而会给生产带来不便�?筆者以洛陽(yáng)某油庫的磁致伸縮液位計在安裝調試過(guò)程中遇到的問(wèn)題為例，介紹該類(lèi)儀表在安裝調試時(shí)應注意的技術(shù)性問(wèn)題。

 

1　結構與原理 ①

          磁致伸縮液位計主要由電子探頭、探測桿和浮子３ 部分組成。 電子探頭用于發(fā)射和接收電子脈沖，并將其轉換為 ４ ～２０ｍＡ 電流信號進(jìn)行輸出；探測桿分剛性桿和柔性桿，外部由耐腐蝕和耐高溫材料制成，中心為稀土超磁伸縮材料制成的波導絲，是傳感器的核心，能將微小的磁場(chǎng)向量變化轉換為機械波；浮子套裝在探測桿上，隨液位上下浮動(dòng)，內部有永磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁致伸縮液位計的工作原理如圖 １ 所示，電子探頭中的脈沖發(fā)生器shou先在波導絲上施加一個(gè)電脈沖信號，此電脈沖同時(shí)伴隨一個(gè)垂直于波導絲的環(huán)型磁場(chǎng)，以光速向下傳遞。 探測桿和浮子則被放置在被測介質(zhì)中，浮子隨著(zhù)液位高度的變化沿探測桿上／下移動(dòng)，浮子內部的永磁鐵產(chǎn)生一個(gè)縱向磁場(chǎng)，這樣浮子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)位置也就隨著(zhù)液面升／降；當環(huán)型磁場(chǎng)遇到浮子中永磁鐵產(chǎn)生的縱向磁場(chǎng)時(shí)，與之進(jìn)行矢量疊加，形成螺旋磁場(chǎng)。 波導絲在螺旋磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生磁致伸縮現象，即產(chǎn)生扭力變形，從而激發(fā)一個(gè)機械扭力波沿波導絲以超聲波形式從產(chǎn)生點(diǎn)（即液位測量點(diǎn)）返回到電子探頭。 因此，液位計通過(guò)測量發(fā)出電脈沖與扭力波返回的時(shí)間差，便能精que地計算出永磁鐵（即浮子）的位置，并將其轉換為 ４ ～２０ｍＡ 電信號輸出到 ＤＣＳ 畫(huà)面進(jìn)行顯示。

2　影響測量準確度的因素

          安裝和調試時(shí)，影響磁致伸縮液位計計量精度的因素有：

          a．磁致伸縮探測桿不能折彎，以免損壞波導絲；

          b．液位計盡量在院秒裝／卸油管口的位置安裝，避免油品流動(dòng)沖擊或損壞傳感器，影響測量精度；

          c．必須保證傳感器的浮子與容器壁互不接觸，且浮球上下活動(dòng)靈活，安裝螺紋與容器連接牢固，對于大量程或有攪拌的應用場(chǎng)合，傳感器需要重錘 ＋地錨固定，保持探頭垂直，安裝斜度不能大于５°；

          d．通信線(xiàn)路接觸良好，進(jìn)行接地處理，將雙芯雙絞屏蔽電纜的屏蔽層和傳感器的地線(xiàn)相連，并接到防爆穿線(xiàn)盒的接地螺栓上，同時(shí)將盒外接地端子和罐體的接地點(diǎn)相連接；

          e．不能測量高粘度液體和泥漿，不適用于有壓、自聚、有腐蝕、有毒和高粘度液體的測量。

 

3　安裝實(shí)例

          洛陽(yáng)某油庫設有汽油、柴油和乙醇（屬輕質(zhì)低粘性油品）共計 ９ 個(gè)油罐，儲罐高度在 ９ ～１５ｍ（屬大量程計量），選用的是美國愛(ài)國者液位儀公司生產(chǎn)的大量程磁致伸縮液位計（探棒材質(zhì)為ＰＶＤＦ 軟纜）。 在對磁致伸縮液位計進(jìn)行安裝調試的過(guò)程中，發(fā)現：液位顯示波動(dòng)大，示數不準確；有通信中斷現象，連接不穩定。

 

3．1　液位顯示波動(dòng)大

          在罐體試水過(guò)程中，投用了磁致伸縮液位計，隨著(zhù)水的注入儀表示值不斷增大，但示值隨著(zhù)液面大幅跳動(dòng)，注水結束液面不再變化后發(fā)現儀表示數依然不能穩定，且跳動(dòng)頻繁。 究其原因，顯示波動(dòng)大，說(shuō)明浮子位置擺動(dòng)大，可以判斷探測桿軟纜未處于拉伸狀態(tài)。 磁致伸縮液位儀的測量要求探棒軟纜在被測介質(zhì)中處于豎直向下?tīng)顟B(tài)，并與傳感器的電子頭保持一條直線(xiàn)。 shou先，檢查重錘的安裝情況，探棒軟纜材質(zhì)較輕，會(huì )受液體浮力和流體沖擊而漂起或偏移，安裝中采用重錘加錨的方法固定。 經(jīng)檢查，重錘位于電子頭的正下方罐底處，且連接牢靠；之后，測量探測桿軟纜的安裝長(cháng)度，發(fā)現纜長(cháng)大于罐體液位計法蘭安裝高度４００ｍｍ，液位計安裝后探測桿軟纜在罐內弧度彎曲狀態(tài)，確認為問(wèn)題原因。

          如圖 ２ 所示，左邊地衣個(gè)探測桿軟纜未豎直拉伸，軟纜和浮子會(huì )在液面上水平擺動(dòng)；第二個(gè)探測桿軟纜未固定牢靠或重錘脫落，致使軟纜漂起。這都會(huì )導致測量示數不穩定、不準確。

 

          針對上述問(wèn)題的解決方法是：在探測桿底部重錘固定無(wú)誤的情況下，shou先通過(guò)液位計調節法蘭處的緊箍背帽，將探測桿軟纜向上提升，在允許的調節范圍內將軟纜提升到#大狀態(tài)。 經(jīng)檢查，仍有 ２００ｍｍ 的富裕長(cháng)度未能處理。 之后，將罐體安裝法蘭加高了 ２００ｍｍ，使得探測桿軟纜能夠在罐體內豎直狀態(tài)下自然拉直。 經(jīng)過(guò)上述處理后，液位顯示波動(dòng)大的故障得以解決。

 

3．2　通信中斷

          該油庫試運行的三天中，在 ＤＣＳ 監測畫(huà)面上發(fā)現有一臺磁致伸縮液位計出現過(guò)兩次信號通信中斷的情況，有兩次故障報警記錄。 經(jīng)分析，通信時(shí)斷時(shí)續通常為線(xiàn)路連接問(wèn)題。 shou先檢查 ＤＣＳ和機柜內部的線(xiàn)路連接，確認無(wú)誤后對現場(chǎng)線(xiàn)路進(jìn)行阻值和導通測試，發(fā)現在儲罐頂上此臺儀表的電纜接線(xiàn)頭連接不牢靠，信號導通不穩定。 液位計的原接線(xiàn)方式如圖 ３ 所示，傳感器引出線(xiàn)與信號線(xiàn)直接在接線(xiàn)盒內絞合連接，無(wú)接線(xiàn)端子。經(jīng)檢查，盒內接線(xiàn)頭已經(jīng)松動(dòng)，纏繞的絕緣膠帶在高溫下已經(jīng)開(kāi)始軟化，確認為信號中斷的原因。

          為了確保接線(xiàn)頭的安全性、穩定性和良好的絕緣性，在防爆盒內的接線(xiàn)可以利用彈簧螺式接線(xiàn)帽（圖４），彈簧螺式接線(xiàn)帽采用 ＰＶＣ 制成，內有螺紋，耐熱而又絕緣。 使用時(shí)先將電線(xiàn)外皮剝掉，再將所要接的電線(xiàn)頭同時(shí)插入并旋轉扭緊，彈簧逐漸內縮夾緊電線(xiàn)。 #后，再將接線(xiàn)頭放入裝有凡士林的小袋用綁扎帶扎口密封。

          這種接線(xiàn)方法不但有效地防止了外界對接線(xiàn)頭的干擾，導電良好、絕緣性佳，而且能夠起到防水／防塵的作用，提高了工作的穩定性。 而且采用彈性材料作為套體，在將接線(xiàn)頭放入后能夠產(chǎn)生張緊力，使兩者的配合更為牢固，不易脫落。 保證了線(xiàn)路連接的穩定可靠。 經(jīng)過(guò)處理，通信中斷的故障得以解決。

 

4　結束語(yǔ)

          經(jīng)過(guò)對磁致伸縮液位計的安裝故障進(jìn)行悉心研究，加以改進(jìn)之后，液位顯示波動(dòng)大示數不準確，通信時(shí)斷時(shí)續及連接不穩定等故障現象徹底消失，使得系統液位計量穩定準確，發(fā)揮了磁致伸縮液位計應有的優(yōu)勢，為油庫罐區監控系統的正常穩定運行提供了保障。

 

 

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