石柱磁致伸縮液位計在界面測量中的應用

在化工生產當中精確測量反應器及儲罐中介質的液面以及同一容器內多種介質的界面,尤其是重要的化合反應器和大容積儲罐,其界面測量尤為重要。該液面的測量準確與否直接影響到企業的能源消耗、成本核算等重要問題。

界面測量原理

界面測量的理論依據--基于對液位計浮子結構作適當的調整和進行浮子參數的精確計算。

在化工生產當中反應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，當再常溫下氣化時，會對周圍環境造成嚴重的安全隱患，操作人員對液位也不好控制。

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

針對以上在生產當實際中存的問題,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了較大誤差,造成了較大損耗。基于這種背景,我們對此進行反復分析、實踐,終于成功地用磁致伸縮式液位計解決了這一難題。

一、石柱磁致伸縮液位計的結構及其工作原理

（1）石柱磁致伸縮液位計結構

石柱磁致伸縮液位計采用模塊化設計，結構簡單，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）石柱磁致伸縮液位計工作原理

基于磁致伸縮測量原理，在非磁性探桿內裝有磁致伸縮線，磁致伸縮線頂端連接傳感器，當電子單元發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，在磁致伸縮線上產生一個扭應力波(簡稱返回脈沖)，該扭應力波在磁致伸縮線內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，計數器計算出起始脈沖與返回扭應力波的時間間隔，從而根據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、石柱磁致伸縮液位計在界面測量當中的應用

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,所以采用石柱磁致伸縮液位計進行測量該界面。

根據儲罐的上下兩種介質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。

當兩種液體密度值被確定時，進行浮子的精確計算，當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。同時石柱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.精密計算設計浮子。油水界面、甲烷氯化物、苯乙烯都可進行測量。

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的情況了解的更清楚。通過以上分析可以看出,石柱磁致伸縮液位計在界面測量方面不但消除了由于介質比重發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確的界面及儲罐內的液位。抗干擾能力強 ,工藝操作人員操作方便同時能及時掌握儲罐內的具體情況。

SWISA的“變形金剛”系列石柱磁致伸縮液位計是高精度、高可靠性的創新型產品，它的出現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決定了其測量過程不受溫度、壓力、介電常數等因素變化的影響，其高精度、高穩定、免維護等特性，很好的避免了傳統電浮筒、差壓變送器、雷達等其它液位產品在現場應用中存在的缺陷，故廣泛應用于各種液位、界面的高精度測量。