一种磁致伸缩液位计在线检定装置的开发与应用

一种磁致伸缩液位计在线检定装置的开发与应用 

谢秀飞 1，张翼飞 2，田海东 3，黄 琴4，隋宇博 5 

 

 

 

 

        海洋石油平台是建造在海洋上采油作业的生产平台，平台上淡水罐，生产分离器罐，柴油罐，化学注入橇等大型的常压容器均采用磁致伸缩液位计，它适用温度、湿度范围广，液位测量范围宽，稳定性好，数字刻度板可以提供现场人员观察容器内液位高度，可以设置低压液位报警，高压液位报警，变送器通过4~20mA模拟量将实时液位数据传输到中央控制系统，大大提高了生产效率。由于某平台在陆地建造期间大批磁致伸缩液位变送器浮球配置比重错误，工作期间期浮球不能正常浮起，导致液位显示不准确的问题，磁致伸缩液位计的检定用实际液位测量才具有实际意义。海上生产平台液位计如果拆下来送至计量检定机构进行后续标定，存在拆卸需要大量人力，动用大型吊机，运输船等问题，时间过长会严重耽误生产，经济损失较大，因此磁致伸缩液位计在线检定非常有必要性，为解决上述问题，我们进行小型、框架集成式、重量轻的磁致伸缩液位计在线检定装置的设计和研究。 

1  磁致伸缩液位计结构和工作原理 

        磁致伸缩液位计主要由电子部件，磁致伸缩波导丝、浮子等部分组成。当浮子沿内部探测杆随液面的变化升高或下降，浮子内装有永久磁铁，浮子周围会形成磁场；测量时，电子部件产生电流脉冲，该脉冲沿磁致伸缩线向下运行，其周围也产生周向安培环状磁场；两磁场相遇时，浮子周围磁场发生变化，波导丝在浮子位置会产生一个感应脉冲，该脉冲以声速向上传播，并被电子部件接收。通过测量起始脉冲与返回脉冲之间的时间间隔即可精确的计算出液面的位置。现场磁致伸缩液位计采用在罐体侧面安装。法兰安装和表头垂直安装，保证了测量准确度和垂直度。

2  磁致伸缩液位计在线检定装置的设计方案 

2.1  检定方法 

       根据现场实际情况，根据JJG971-2002液位计检定规程第7.2.3.3项用液位计水箱检定装置的检定方法，采用了实际液位测量。 

2.2  装置的设计方案 

        磁致伸缩液位计在线检定装置采用框架式集成化结构，主要由检定用水箱，控制阀，水泵（全自动自吸泵），单向阀，数字压力计，软管连通管等（图2），将以上部件连接集成在一个框架内，与液位计连接口采用快插式接头，可以快速串联接上液位计的下进水口，省去了人员拆装法兰的烦琐。该装置控制流程分为两部分：液位上升部分和液位下降部分，按照JJG971-2002液位计检定规程，我们选择被检液位计0％,25％,50％,75％,100％点进行检定。操作流程：液位上升部分：打开控制阀1，启动水泵，将液体介质流经单向阀1，数字压力计，被检液位计，水泵停止，待液位稳定后，记录被检液位计的高度和数字压力计的数值，依照以上做法，继续完成其他上升点检定。 

        液位下降部分：对控制阀2进行微调，将液位降低到设定点，液体介质流经单向阀2，控制阀2回到水箱。等待数值稳定读取并记录数字压力计的数据和液位计的高度值。依照以上做法，继续直到完成其他下降点的检定。

2.3  主要设备的技术参数 

2.3.1  装置框架结构选择

        装置框架采用用20*20*1mm 方钢管焊接而成，底板及操作面板厚度2mm。外形尺寸：450*450*400，实现了体积小，重量轻，方便携带等功能。 

2.3.2  水箱选择 

        水箱采用8LPVC材质定制水箱，实现了体积小，重量轻，可加注任何液体，方便后期清洁等功能。 

2.3.3  水泵选择 

        水泵选择135W 电机全自动自吸泵，流量1.2m3/h、扬程（12～15）米，满足量程0～7m的液体流量输出。 

2.3.4  标准器选择 

       数字压力计选择高准确度0.05级，6位显示。量程：（0～200）kPa和(-40～40)kPa以适应不同量程的液位计，数字压力计可以为液位变送器提供24VDC电源并同时测量（4～20）mA回路电流。

2.3.5  连接件选择 

       考虑到现场检定的需求，我们采用304不锈钢自锁快插接头进行串联连接，保证了连接的紧密性和快速方便。 在连接管方面，选用了高级PVC钢丝增强软管，使用温度（-15～70）摄氏度的塑料软件，有流量大和价格便宜的优点。 

3  检定数据计算选择 

       根据液位高度和液位静压成正比的原理及:P=ρgh公式，压力也可以采用相对的液位高度来表示。当水箱中液位实际高度为H实，此时数字压力计测得压力为P,压力用水位高度表示为：P=H实（mmH2O）。通过此原理，数字压力计可测得液位计的液位实际高度为H实。检定过程中，不同被检液位计根据各自的原理测量液位计液位高度h,与数字压力计测量同一液位值，△=H实-h 公式计算出实际误差。 

4  实际案例数据分析 

       以海洋石油某平台磁致伸缩液位计为例，该液位计生产商：KSR KUEBLER,型号：2”/300LB/RF-MG-M2100,量程范围：250～2350mm,准确度等级：0.5级，介质：水，密度：1000kg/m3,允许误差：±0.08mA 

       该液位计最大示值误差：0.020 mA，最大回差：0.003 mA；检定结果：合格。 

       该液位计最大示值误差：0.021 mA，最大回差：0.002 mA；检定结果：合格。 

       通过数据比较，实验室检定和现场检定数据及误差在0.001mA，由此证明，该检定装置在现场检定的可行性。 

5  小  结 

       综上所述，磁致伸缩在线检定装置结构简单，操作方便，整体重量在15kg左右，一人即可携带。该装置在海洋石油平台磁致伸缩液位计后续检定中使用工作效率高，减少了人员拆卸安装的工作量，节约了人员和设备的成本，保证了企业的正常生产，为磁致伸缩液位计现场检定提供了一定的参考价值。 

 

 

 

 

 

本文章转自爱学术，如有侵权，请联系删除