磁致伸缩技术在储罐中的应用

 磁致伸缩技术在储罐中的应用
作者：宋建平；张利聪；邱冬梅；云慧；屈昀丽





     在炼油化工自动化控制中 ,低密度介质的液位测量 ,一直是过程控制中的难点 ;以前罐区的计量手段采用的是玻璃板液位计或石英管式液位计 ,液位数值完全是到现场进行读取。夏季生产中 ,液位计中的液化气产生气泡 ,造成液位在 10 - 100mm 之间的波动 ,读取的液位数值误差比较大 ;冬季生产中 ,液化气中携带的微量水分 ,又容易冻凝液位计造成假液位 ,如果长时间不处理 ,更容易冻破液位计气体外泄 ,造成安全事故。着自动化测量技术的应用 ,各类液位仪表相继出现 ,在一个阶段内减少了人工读数的误差、减轻了劳动强度提高了自动化测量水平 ;但在应用精度低、结构复杂维护量大、使用寿命短等方面难题制约了罐区自动化控制的进一步提高。磁致伸缩液位计是一种可在恶劣环境下同时测量液位、界面的极高精度测量仪表 ,误差一般不超过全量程的 0. 01 %。磁致伸缩液位测量技术的出现 ,很好地解决了高精度、高可靠地测量液位、界位的难题。独特的非接触、磁耦合压磁传感器比传统的簧片发讯器的感应分辨率提高了 10 倍以上。

1、工作原理

       磁致伸缩式液位计是采用磁致伸缩原理而设计的。其工作原理是 :在一非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线 , 在磁致伸缩线一端装有一个具有专利的压磁传感器 , 该压磁传感器每秒发出 10 个电流脉冲信号给磁致伸缩线 ,并开始计时 ,该电流脉冲同磁性浮子的磁场产生相互作用 ,在磁致伸缩线上产生一个扭应力波 ,这个扭应力波以已知的速度从浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送。直到压磁传感器收到这个扭应力信号为止 , 具有专利的压磁传感器可测量出起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔 ,根据时间间隔大小来判断浮子的位置 , 由于浮子总是悬浮在液面上 ,且磁浮子位置随液面的变化而变化 , 即时间间隔大小也就是液面的高低 , 然后通过全智能化电子装置将时间间隔大小信号转换与被测液位成比例的 4～20mA 信号进行输出。

       磁致伸缩式液位计有极高的精度 :满量程的 0. 01 % ;标定极其简单 ,无需实标 ,仅仅只需按按钮或者使用 HART 协议 ;采用双室结构 ,电子部件和接线端子是独立的 ;对于介电常数变化、气相组份变化 ,温度变化 ,压力变化不会产生漂移和误差 ;测量范围长达 22 米 ,超出部分需采用柔性探杆 ,可同时测量总体液位和界面液位 ,以及温度输出 ,温度范围宽在 - 196 ℃到 427 ℃都能很好应用 ,性价比高。

2、安装与维护

       为了方便浮子的上下无阻碍运动 ,传感管下方应定位 :用插入 1″外径刚性套管或重锤固定 ,防止测量杆随介质移动而摆动 ,影响浮子的浮动 ;顶部螺纹连接 ,带有可调的压紧螺纹接头 ,结构紧凑安装方便 ;安装调试后 ,无需太多的维护量 ,只要对仪表运行一个阶段进行例性检查 , 而且方法简单 : 可用SPAN 和 ZERO 键在现场手动标定 ,也可用 HART协议或 Honeywell DE 标定。

3、运用效果

       该产品在液化气、丙烯储罐中的液位测量得到很好的运用 ,它高精度、高可靠、长寿命、对测量介质要求低等特点代表了当今液位测量技术的发展方向 ,对介质的毫米级变化都能及时反映 ,可现场替换差压式 ,电容式 ,超声波式 ,雷达式 ,外浮筒式、核子式 ,钢带或钢带伺服式等液位变送器 ,大大地减少了人工检尺的不便 ,精确可靠的标准 4～20mA 输出 ,可以远传与 PLC、DCS 等组成自动监控系统 ,提高了罐区计量自动化运用水平。





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