磁致伸缩液位仪在库区计量管理系统中的应用

磁致伸缩液位仪在库区计量管理系统中的应用
作者：韩光；高中岩






       磁致伸缩(Magnetostriction) 是指一些金属 (如铁或镍) 在磁场作用下具有伸缩能力 ,伸缩的效果是细微的 ,通常镍铁合金为 30 ×10 - 6 ,目前已设计出磁致伸缩效果高达 1500 ×10 - 6的新材料。磁致伸缩液位计是用磁致伸缩线性位移传感器来测量的高精确度、大量程的新型液位仪 ,能同时测量液位、界面和温度。最大量程达 22 m ,测量精确度达 ±0. 794 mm 或 ±0. 008 % FS. 重复性达

±0. 001 % FS. 传感元件是非接触式的 ,由一根测杆和套在杆上的可滑动浮子组成 ,两个不同密度的浮子浮在液面和油水界面 ,测杆由保护外管、波导管及铜导线 3 层组成。它无磨损 ,可靠耐用 ,能耐高温、高压 ,不受介质密度和压力变化的影响 ,解决了液位测量中的许多难题。

2 　磁致伸缩液位仪测量原理

       其顶部的电子部件产生一低电流“询问”脉冲 ,此电流同时产生一磁场沿波导管内的感应线向下运行。液位仪管外配有浮子 ,此浮子沿测量杆随液位变动而上下移动。由于浮子内装有一组磁铁 ,所以浮子同时产生一个磁场。当电流磁场与此浮子磁场相遇时 ,立即产生一个名为“波导扭曲”的脉冲 ,或简称为“返回”脉冲。从询问脉冲开始至返回脉冲被电子部件探测到的时间便是相对于液体变动的位置。此项技术已被广泛证明为精度极高且极其可靠的液位测量方法。温度探测是利用装于内管与外管间的电阻式温度装置 ( RTD 或DT) ,其精度为 ±0. 5 υ ( ±0. 28 ℃) 。

3、磁致伸缩液位仪结构

       磁致伸缩液位仪是由 3 条同轴的圆管组成 ,外管是由防腐蚀材料制造 ,提供保护作用 ,中间的圆管装配上一个或多个测温传感器 ,中心的是一条用磁致伸缩材料制造的波导管 (waveguide) ,在液位仪管外配有浮子。

4、磁致伸缩液位仪特点

      磁致伸缩液位仪采用非接触测量的技术 ,且检测过程是连续不断的 ,每当活动磁铁被移动时 ,新的位置很快就会被感测出来 ,即时输出信号。电子模块采用记忆存储芯片 ,即使电源中断也不会造成预设参数的丢失 ,重新连接后不会影响数据接收 ,更无须重新调整零点。传感元件与被测介质都是非接触的 ,即使测量过程是不断重复的 ,也不会对传感器造成任何机械磨损。由于输出信号是一个真正的绝对位置输出 ,而不是比例的或需要再放大处理的信号 ,不存在信号漂移或变值的情况 ,因此无须定期重新标定和维护 ,其安装和营运成本较低。

5 　油库计量管理系统

       使用库区实时计量管理系统 ,能够在库区密闭的情况下 ,实时采集和处理储罐中所储油品的各项数据。通过管理软件 ,实时显示并打印油品的储量及相关的各项数据。通过通讯系统 ,使各层管理人员实时了解各个库区的库存和销售情况。

5. 1 　系统组成

       系统主要通过高精度磁致伸缩液位仪对油罐内的油品进行实时计量 ,实现进油管理、库存管理 ,并通过与发油控制系统的集成 ,实现库区油品的实时计量监测与管理。

       其中磁致伸缩多功能液位仪可直接输出液位、水位、5 点温度及液面下平均温度 ;电源箱内含 485/ 232信号转换卡、安全栅 (如果选用本安型) 、电源等配件 ;计算机与磁致伸缩液位仪进行通信 ,收集所有可测得的信息 ,对油罐的油品进行监测计量及管理。并采用总线制结构 ,布线简单 ,现场能够任意增加/ 减少监测点 ,降低成本 ,提高效益。

5. 2 　系统作用与效能

①用手工检尺进行液位测量误差为 ±2 mm ,而该系统误差小于 ±0. 5 mm ,提高了计量精度并降低劳动强度 ,提高效率。同时实现了库区计量管理的自动化 ,实时性 ,自动保存历史数据 ,迅速、准确生成计量管理日常报表 ,取消了编制报表的繁琐劳动。系统能够上传数据、并入信息化网络 ,是信息化的基础。

②实时显示储罐状态和储罐收发油状态 ,关注 (聚焦) 动态储罐 ,关注“正在发生事件”的储罐 ,增大其访问频率 ;可以分区或分组显示储罐状态 ;对液位和温度监视与报警 ;异常事件监视与报警。

③实时计算瞬时修正系数 ,计算和显示油品的容积和质量存量。

④储罐自动计量 ,实时计算和显示当日收发油动态 ,进销存管理生成 ,预览及打印报表 ,油品销量分析和预测。

⑤实时记录、保存储罐和油品的历史状态 ,显示和查询储罐和油品的历史状态 ,保存和查询报警事件 ,保存和查询传输油事件。

⑥设定和修改库区系统参数、储罐参数 ,设定、修改和自动修正储罐容积表动态监视通讯状态 ,软件系统操作权限管理。

⑦远程监测管理 ,远程监控与维护 ,远程诊断。

5. 3 　系统的特点

       硬件构成简单 ,只需库区专用液位仪、1 台计算机、1 块 24 V 电源和 1 块 485 信号转换卡 ,其它设备可根据需要进行联接。并且安装及操作简单 ,整个系统以计算机为控制中心 ,全中文界面的软件系统 ,简单明了。系统采用先进的总线结构网络管理 ,使现场能够任意增加/ 减少液位仪监测点 ,降低企业成本、提高经济效益。

5. 4 　系统的优势

       库区计量监测管理系统不仅能够直接提供液位、界位、5 点温度及液面下的平均温度的 8 个信号输出 ,通过软件还可实现油库的各种管理功能 ,同时向库区、各站点提供等同的交接数据 ,解决库区与各站点之间交接计量不一致的问题 ,实现库区与各站点之间全面的、多功能的一体化和现代化管理。

总之 ,应用了磁致伸缩式液位仪库区实时计量管理系统 ,可以大大提高库区的管理水平和自动化运营能力 ,降低劳动强度和营运成本 ,合理调配和运用库区的储存能力 ,保证库区安全 ,从而使库区系统运营最经济、最合理 ,获得最大的经济效益和社会效益。







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