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磁致伸缩液位计在测量液位中的应用

来源:拿度科技 浏览量: 时间:2021-09-03 10:25

  

       磁致伸缩液位计的应用领域十分广泛,主用应用于石油、化工原料储存、工业流程、生化、医药、食品饮料、罐区管理、加油站地下库、核电站等各种液罐的液位计量和控制,大坝水位,水库水位监测与污水处理等。它结合使用要求可以配制的相应管理系统软件,可实现显示各介质液位高度、温度、体积、质量、密度等参数,并可自动生成报表及打印、网络配送、远程精确监控等先进的管理功能。 
       随着科学技术的迅猛发展,高新技术在各行业中得到了广泛的应用,高科技含量的磁致伸缩液位传感器,应用于各类储罐的液位测量。该种液位仪具有精度高、环境适应性强、安装方便等特点。因此,广泛应用于石油、化工等液位测量领域,并逐渐取代了其它传统的传感器,成为液位测量中的精品。在中石油及中石化的成品油流通行业,对油罐油量的测量大多采用人工爬罐,投尺进行测量。用带有重锤的米制钢带卷尺或带有刻度的标尺计量,手工记录读数,人工查表换算,最后得到油量数据。这种测量方法不仅劳动强度大,同时存在不安全因素,也无法保证精度。个别地方有用电容式 /扩散硅压力式液位计测量,由于这类传感器零漂移严重,测量偏差大,长期工作稳定性差,不受用户欢迎。也有的地方采用等压式皮膜液位计或机械式浮子液位计。但因皮膜式液位计受温度影响大,且存在漏气问题,机械浮子液位计又经常出现钢带卡死现象,所以都没有得到广泛的应用。
1、磁质伸缩液位计的结构和工作原理 
1.1磁致伸缩液位计的构成 
       磁致伸缩液位传感器的结构部分由不锈钢管(测杆)、磁致伸缩线(波导丝)、可移动浮子(内有永久磁铁)、变送器等部分组成。
1.2  磁致伸缩液位计的工作原理 
       磁质伸缩液位计的传感器工作时,传感器的电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流,该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。在磁致伸缩液位计的传感器测杆外配有一浮子,此浮子可以沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时,浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲,这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检测机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置,即液面的位置。
磁致伸缩液位计的技术优势:磁致伸缩液位计适合于高精度要求的清洁液位的液位测量,精度达到1mm,最新产品精度已经可以达到0.1mm。磁致伸缩液位计还可应用于两种不同液体之间的界位测量量。防爆型设计,适合危险场合,智能电子线路设计可计算出容积量。唯一可动部件为浮子,维护量极低。 
2 、应用实例 
       现场采用NADO拿度公司的磁质伸缩液位计。NADO拿度公司的磁质伸缩液位计系列传感器提供的可选额定温度达800°F/427/℃,额定压力达3000PSI/207bar,几乎适用于任何工况。其中TF传感器提供了HART协议, Honeywell De协议和Foundation Feildbus协议选项,从而使其很容易与大多数控制系统进行数字化对接。 
磁致伸缩液位计
2.1  TF传感器工作原理 
       TF传感器是基于磁致伸缩的原理:在探杆内部有一根受固定频率脉冲作用的磁致伸缩线。脉冲和由磁浮子产生的磁场会相互作用,在磁致伸缩线上会产生一个扭应力波。扭应力波从磁浮子的当前位置以已知的速度向磁致伸缩线的两端传送。变送器上装配的一个专利压电传感器把接收到的机械扭应力波转换成电子脉冲并返回。电子微处理器装置测量脉冲起始和返回所用的时间并把它们转换成与液位成比例的4-20mA输出。其特点为:
(1)全量程内具有0.01%的高精度。
(2)按键校准,操作简便。
(3)一次设定,永久记忆(觉不需要再校准)。
(4)测量值不随电介质、蒸汽组成温度、压力的变化而产生漂移。
2.2  安装 
       安装形式主要有:螺纹安装、连接头安装、定位环安装、悬挂安装或者根据用户的需求特殊定制(根据型号的不同而不同)。安装之前要核实仪表铭牌上的型号是否与设计要求相一致,是否适用于现场工况。
2.2.1 浮子安装 
       磁致伸缩液位计在厂家装配好之后到货。根据安装现场的实际情况有时需要从探杆上移走浮子和隔套。为了保证测量正确,浮子重新安装时必须使用正确的方向。浮子上标有 “Top for SMP”或”top for AT”的一端应朝向变送器表头方向安装。有些浮子上可能标有箭头。如果一个浮子上没有标有任何方向信息,它可能是双向的而且可以任意方向安装。如果一个浮子上没有任何标识(卫生型),它会有一个额外的辊痕来指示出浮子的上半部分。 
2.2.2 探杆的组装与接线 
       探杆的组装按照下列步骤进行。
(1)在O形环和配合面上涂抹润滑剂,准备好2#和3#接头。 
(2)放低底部管段,将其与浮子挡板和浮子装配好一同装入罐中。 
(3)将步骤2 中装配好的管段的上端插入支撑法兰盘。
(4)安装下一段管子,将两端管子用螺纹连接在一起,使用螺纹密封胶确保螺纹接口处密封完好。 
(5)按照步骤4安装每一段中间管。
(6)将带有1”螺纹压紧接头的顶部管段,通过螺纹连接到装配好的管组件上,并使用螺纹密封胶确保螺纹接口密封完好。 
(7)将管子螺纹压紧接头螺纹拧进支撑法兰盘,并用螺纹密封胶密封。 
(8)放低管组件直到它碰到罐底部。然后抬高1/2” (13mm)并找准管组件位置。
(9)拧紧管子螺纹压紧接头,确保管组件安装到位。
       在安装时要特别注意:在安装柔性探杆时,不要将探杆的任何位置弯成直径小于4 英尺(1219mm)的圈,因为这样会永久性地损坏探杆中的组件,使之不能正常工作。在使用螺纹密封胶之前要润滑O型圈,以确保接头安全。对于永久性安装,如果必要的话,将接头用钉子固定或焊死。将柔性探杆插入管组件中。用1X1管螺纹压紧接头,确保柔性探杆组件装入不锈钢护套管内。确保组件安装牢固且密封好,以防湿气进入。 
       使用18#标准双绞屏蔽线进行现场接线。所有接线应与变送器上的认证标准相一致。 
变送器使用如下回路电源: 
正极接线端子+  :+24VDC(14—36VDC) 
负极接线端子-(仪表)、:共用 
仪表接线端子   :正常操作中不适用 
接地螺丝   :接地 
叉式接线端子确保接地线与接地螺丝正确连接殑
2.2.3 变送器校准与设置 
2.2.3.1  液位输出校准 
       该产品为数字式变送器,不需要日常维护校准。如果有必要重新校准,可以通过变送器按键或者用HART通讯器(适合选用带HART 协议的变送器),还可以通过菜单控制的液晶显示(适合选用带液晶显示的变送器)进行重新校准。
(1)使用按键校准
A 设置4mA点:设置储罐液位0%点或移动浮子到需要的0%点。同时按下UP和 DOWN按键1秒钟,进入校准模式。 按下DOWN按键 1秒钟,设置输出为4.00mA。 
B 设置20mA点:设置储罐液位100%点或移动浮子到需要的100%点。同时按下UP和 DOWN按键1秒钟,进入校准模式。 按下DOWN按键 1秒钟,设置输出为20.00mA。 
根据需要可以多次重复以上步骤。 
2.2.3.2  使用液晶显示设置菜单校准 
       液晶显示选项提供菜单操作设置,使用UP,DOWN,和SELECT按键。熟悉设置和选择说明。樺寲A 设置4mA点:在CAL菜单下,进入LRV(下限值)菜单选项。按SELECT键改变4mA点对应的设定值。 B 设置20mA点 :在CAL菜单下,进入URV(上限值)菜单选项。按SELECT键改变20mA点对应的设定值。根据需要可多次重复上述步骤。这个步骤,仅限标准选择的主要变量。 在进行设置时要注意:菜单显示选项由所订购变送器型号来决定。只有当CCR—自定义电流呈打开状态时,LRC和URC菜单选项才会出现。 
3、 结束语 
       磁致伸缩液位计作为一种新型的液位测量仪表,它具有自身独特的优势,将来在化工领域会有广泛的应用。本文对实际应用的描述,希望对以后的使用具有借鉴作用。


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