摘要：在液化石油氣儲存過程中，不但要求測量儀表具有較高的測量精度，還應(yīng)能夠很好地適應(yīng)密閉壓力容器的環(huán)境，同時(shí)達(dá)到遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)的要求。該文對磁致伸縮液位計(jì)的組成．基本原理及近年來實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了簡要介紹，并與其它類型液位計(jì)進(jìn)行了比較、分析，#終得出的結(jié)論是此類液位計(jì)憑借其高精度．低成本．免維櫨的好特優(yōu)點(diǎn)使它在當(dāng)今液位測量領(lǐng)域占較大優(yōu)勢。

 

        在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，液位測量幾乎遍及過程控制中的各個(gè)環(huán)節(jié).在液化石油氣儲存過程中，不但要求測量儀表具有較高的測量精度，還應(yīng)能夠很好地適應(yīng)密閉壓力容器的環(huán)境，同時(shí)達(dá)到遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)的要求。

        北京市液化石油氣公司某液化石油氣儲備廠每臺儲罐均裝有兩套液位計(jì)，一套是三暢儀表廠生產(chǎn)的磁翻板式液位計(jì)，作為現(xiàn)場巡視人員參考使用;另一套是荷蘭思諾公司生產(chǎn)的伺服式液位計(jì)，作為遠(yuǎn)傳液位計(jì)使用，隨使用年限增長.伺服式液位計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)液位計(jì)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。

        隨著自動化儀表技術(shù)的發(fā)展，測量液位的方法及相應(yīng)的儀表也在不斷地改進(jìn)和更新，為了尋求準(zhǔn)確、實(shí)用的液位測量儀表降低運(yùn)行、維護(hù)成本，經(jīng)與其它類型液位計(jì)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(jì)(又稱磁效應(yīng)液位計(jì))，經(jīng)實(shí)際使用及分析得知，此類液位計(jì)具有高精度、低成本、免維護(hù)等特點(diǎn)，為解決生產(chǎn)中的測量問題起到了重要促進(jìn)作用。

 

2、磁致伸縮液位計(jì)組成及原理概述

        (1)組成。

        磁致伸縮液位計(jì)用于高精度高壓強(qiáng)的液位測量，還可同時(shí)測量溫度等參數(shù)。它可與智能顯示儀及上位計(jì)算機(jī)一起構(gòu)成液位測量管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)液位的上、下限報(bào)警和遠(yuǎn)距離的自動控制。由360.內(nèi)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(hù)管內(nèi)的波導(dǎo)絲傳遞，當(dāng)該環(huán)形磁場遇到浮子中永久磁鐵的縱向磁場時(shí)，將形成一個(gè)螺旋形磁場，它作用于波導(dǎo)絲上并使之扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生超聲扭轉(zhuǎn)波，該超聲扭轉(zhuǎn)波返回到傳感線圈(變換器)時(shí)轉(zhuǎn)換成橫向應(yīng)力，通過傳感線圈的磁通發(fā)生變化，在傳感線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這樣可以通過精que測量發(fā)射脈沖和返回扭轉(zhuǎn)波的時(shí)間差來確定浮子的精que位置。由于浮子總是懸浮在液面上，且磁浮子位置隨頁面變化而變化，即時(shí)間間隔大小也就是頁面的高低，然后通過全智能化電子裝置將時(shí)間間隔大小信號轉(zhuǎn)換與被側(cè)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(yīng)用現(xiàn)狀及特性

          (1)安裝方法。

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

        液位數(shù)據(jù)采集后，在信號處理模塊中進(jìn)行初步分析處理，同時(shí)通過模塊傳輸數(shù)據(jù)傳輸至控制室，以便控制室人員實(shí)時(shí)監(jiān)控。

          (2)應(yīng)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(jì)為伺服式液位計(jì)、2014年更換為磁致伸縮液位計(jì)，以下是近幾年運(yùn)行過程中采集的液位計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)，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(jì)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(cè)量人為同人同視角)。測量設(shè)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(jié)果。(見圖1、圖2)

        由以上兩圖得知，伺服液位計(jì)誤差值曲線較高，液位漲浮較大，計(jì)量誤差#高達(dá)+0.3 m，而磁致伸縮液位計(jì)誤差值曲線相對穩(wěn)定，液位漲浮較小，計(jì)量誤差在士0.2 m之間，較為精誰。

 

4與其它液位計(jì)分析比較

        (1)光纖液位計(jì)。

        以光學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，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(zhuǎn)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(guī)傳感器相比，光纖傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾能力強(qiáng)、耐腐蝕、電絕緣性好，體積小以及便于與光纖傳輸系統(tǒng)組成遠(yuǎn)程監(jiān)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(yīng)用。

          (2)差壓式液位計(jì)。

        差壓式液位計(jì)利用液體的壓強(qiáng)原理，在液體的底部檢測液體壓強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓差。它通過液體底壓強(qiáng)使半導(dǎo)體擴(kuò)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(yīng)的電壓，從而獲取液位信號。具有精度高(0.7%),漂移小、抗過載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但當(dāng)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(jì)會產(chǎn)生虛假液位。

        (3)伺服液位計(jì)。

        伺服液位計(jì)通過伺服電機(jī)控制浮子跟隨液位或者界面變化。伺服型浮子液位計(jì)通過浮子在液面、液內(nèi)、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(yuǎn)傳信號，采用微機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，其動態(tài)跟蹤誤差可達(dá)0.1 m m，同時(shí)還能補(bǔ)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(dá)0.7 mm,靈敏度可達(dá)0.1 m m。另外，它還具有自診斷及通信功能。該液位計(jì)具有較高的可靠性。但價(jià)格比較高。

 

          (4)雷達(dá)液位計(jì)。

        利用雷達(dá)電波測覺液位是近幾年國內(nèi)外都很關(guān)注的技術(shù)。其利用喇叭狀波導(dǎo)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，被發(fā)射、接收組合液位計(jì)系統(tǒng)接收.通過測量發(fā)射、接收的時(shí)間差來間接測量液位。雷達(dá)液位計(jì)的#大特點(diǎn)是適用于超聲波液位計(jì)應(yīng)用效果不理想的環(huán)墩中，其#大量程可達(dá)35 m,測量精度可達(dá)毫米級。但其缺點(diǎn)是價(jià)格過高，不能耐高溫、高壓。

          (5)綜合對比。

        對市場中應(yīng)用較為廣泛的幾類液位計(jì)綜合對比。(如下所示)

        價(jià)格方面：伺服液位計(jì)＞光釬液位計(jì)＞雷達(dá)液位計(jì)＞磁致伸縮液位計(jì)＞差壓式液位計(jì)＞磁翻板液位計(jì)，但是部分時(shí)候，高溫高壓 或者長度長的時(shí)候 磁翻板液位計(jì)價(jià)格＞雷達(dá)液位計(jì)＞磁致伸縮液位計(jì)＞差壓式液位計(jì)，當(dāng)然也復(fù)雜工況下，差壓液位計(jì)價(jià)＞雷達(dá)液位計(jì)＞磁翻板液位計(jì)＞磁致伸縮液位計(jì)。

5、結(jié)語

        磁致伸縮液位計(jì)作為新興的測量儀表，在液位測量中的應(yīng)用只有十幾年的歷史，其好特優(yōu)點(diǎn)使它在當(dāng)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(jié)果發(fā)現(xiàn)其達(dá)到了高精度測量的目標(biāo)，測量采集到的數(shù)據(jù)輸出后實(shí)時(shí)存儲至遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)內(nèi)，便于運(yùn)算、查詢等操作，為罐區(qū)自動化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的依據(jù)，同時(shí)也減輕了工人的勞動強(qiáng)度，

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

        隨著工業(yè)生產(chǎn)日趨自動化，對液位檢測技術(shù)的要求也越來越高。為解決生產(chǎn)中的測量向題，一方面是采用新的測量原理，開發(fā)新的液位檢測儀表，擴(kuò)大檢測的手段，另一方面需朝著實(shí)現(xiàn)微機(jī)化和智能化的方向發(fā)展。