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磁致伸縮液位計在測量液位中的應用

來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2021-09-03 10:25

  

       磁致伸縮液位計的應用領域十分廣泛,主用應用于石油、化工原料儲存、工業流程、生化、醫藥、食品飲料、罐區管理、加油站地下庫、核電站等各種液罐的液位計量和控制,大壩水位,水庫水位監測與污水處理等。它結合使用要求可以配制的相應管理系統軟件,可實現顯示各介質液位高度、溫度、體積、質量、密度等參數,并可自動生成報表及打印、網絡配送、遠程精確監控等先進的管理功能。 
       隨著科學技術的迅猛發展,高新技術在各行業中得到了廣泛的應用,高科技含量的磁致伸縮液位傳感器,應用于各類儲罐的液位測量。該種液位儀具有精度高、環境適應性強、安裝方便等特點。因此,廣泛應用于石油、化工等液位測量領域,并逐漸取代了其它傳統的傳感器,成為液位測量中的精品。在中石油及中石化的成品油流通行業,對油罐油量的測量大多采用人工爬罐,投尺進行測量。用帶有重錘的米制鋼帶卷尺或帶有刻度的標尺計量,手工記錄讀數,人工查表換算,最后得到油量數據。這種測量方法不僅勞動強度大,同時存在不安全因素,也無法保證精度。個別地方有用電容式 /擴散硅壓力式液位計測量,由于這類傳感器零漂移嚴重,測量偏差大,長期工作穩定性差,不受用戶歡迎。也有的地方采用等壓式皮膜液位計或機械式浮子液位計。但因皮膜式液位計受溫度影響大,且存在漏氣問題,機械浮子液位計又經常出現鋼帶卡死現象,所以都沒有得到廣泛的應用。
1、磁質伸縮液位計的結構和工作原理 
1.1磁致伸縮液位計的構成 
       磁致伸縮液位傳感器的結構部分由不銹鋼管(測桿)、磁致伸縮線(波導絲)、可移動浮子(內有永久磁鐵)、變送器等部分組成。
1.2  磁致伸縮液位計的工作原理 
       磁質伸縮液位計的傳感器工作時,傳感器的電路部分將在波導絲上激勵出脈沖電流,該電流沿波導絲傳播時會在波導絲的周圍產生脈沖電流磁場。在磁致伸縮液位計的傳感器測桿外配有一浮子,此浮子可以沿測桿隨液位的變化而上下移動。在浮子內部有一組永久磁環。當脈沖電流磁場與浮子產生的磁環磁場相遇時,浮子周圍的磁場發生改變從而使得由磁致伸縮材料做成的波導絲在浮子所在的位置產生一個扭轉波脈沖,這個脈沖以固定的速度沿波導絲傳回并由檢測機構檢出。通過測量脈沖電流與扭轉波的時間差可以精確地確定浮子所在的位置,即液面的位置。
磁致伸縮液位計的技術優勢:磁致伸縮液位計適合于高精度要求的清潔液位的液位測量,精度達到1mm,最新產品精度已經可以達到0.1mm。磁致伸縮液位計還可應用于兩種不同液體之間的界位測量量。防爆型設計,適合危險場合,智能電子線路設計可計算出容積量。唯一可動部件為浮子,維護量極低。 
2 、應用實例 
       現場采用NADO拿度公司的磁質伸縮液位計。NADO拿度公司的磁質伸縮液位計系列傳感器提供的可選額定溫度達800°F/427/℃,額定壓力達3000PSI/207bar,幾乎適用于任何工況。其中TF傳感器提供了HART協議, Honeywell De協議和Foundation Feildbus協議選項,從而使其很容易與大多數控制系統進行數字化對接。 
磁致伸縮液位計
2.1  TF傳感器工作原理 
       TF傳感器是基于磁致伸縮的原理:在探桿內部有一根受固定頻率脈沖作用的磁致伸縮線。脈沖和由磁浮子產生的磁場會相互作用,在磁致伸縮線上會產生一個扭應力波。扭應力波從磁浮子的當前位置以已知的速度向磁致伸縮線的兩端傳送。變送器上裝配的一個專利壓電傳感器把接收到的機械扭應力波轉換成電子脈沖并返回。電子微處理器裝置測量脈沖起始和返回所用的時間并把它們轉換成與液位成比例的4-20mA輸出。其特點為:
(1)全量程內具有0.01%的高精度。
(2)按鍵校準,操作簡便。
(3)一次設定,永久記憶(覺不需要再校準)。
(4)測量值不隨電介質、蒸汽組成溫度、壓力的變化而產生漂移。
2.2  安裝 
       安裝形式主要有:螺紋安裝、連接頭安裝、定位環安裝、懸掛安裝或者根據用戶的需求特殊定制(根據型號的不同而不同)。安裝之前要核實儀表銘牌上的型號是否與設計要求相一致,是否適用于現場工況。
2.2.1 浮子安裝 
       磁致伸縮液位計在廠家裝配好之后到貨。根據安裝現場的實際情況有時需要從探桿上移走浮子和隔套。為了保證測量正確,浮子重新安裝時必須使用正確的方向。浮子上標有 “Top for SMP”或”top for AT”的一端應朝向變送器表頭方向安裝。有些浮子上可能標有箭頭。如果一個浮子上沒有標有任何方向信息,它可能是雙向的而且可以任意方向安裝。如果一個浮子上沒有任何標識(衛生型),它會有一個額外的輥痕來指示出浮子的上半部分。 
2.2.2 探桿的組裝與接線 
       探桿的組裝按照下列步驟進行。
(1)在O形環和配合面上涂抹潤滑劑,準備好2#和3#接頭。 
(2)放低底部管段,將其與浮子擋板和浮子裝配好一同裝入罐中。 
(3)將步驟2 中裝配好的管段的上端插入支撐法蘭盤。
(4)安裝下一段管子,將兩端管子用螺紋連接在一起,使用螺紋密封膠確保螺紋接口處密封完好。 
(5)按照步驟4安裝每一段中間管。
(6)將帶有1”螺紋壓緊接頭的頂部管段,通過螺紋連接到裝配好的管組件上,并使用螺紋密封膠確保螺紋接口密封完好。 
(7)將管子螺紋壓緊接頭螺紋擰進支撐法蘭盤,并用螺紋密封膠密封。 
(8)放低管組件直到它碰到罐底部。然后抬高1/2” (13mm)并找準管組件位置。
(9)擰緊管子螺紋壓緊接頭,確保管組件安裝到位。
       在安裝時要特別注意:在安裝柔性探桿時,不要將探桿的任何位置彎成直徑小于4 英尺(1219mm)的圈,因為這樣會永久性地損壞探桿中的組件,使之不能正常工作。在使用螺紋密封膠之前要潤滑O型圈,以確保接頭安全。對于永久性安裝,如果必要的話,將接頭用釘子固定或焊死。將柔性探桿插入管組件中。用1X1管螺紋壓緊接頭,確保柔性探桿組件裝入不銹鋼護套管內。確保組件安裝牢固且密封好,以防濕氣進入。 
       使用18#標準雙絞屏蔽線進行現場接線。所有接線應與變送器上的認證標準相一致。 
變送器使用如下回路電源: 
正極接線端子+  :+24VDC(14—36VDC) 
負極接線端子-(儀表)、:共用 
儀表接線端子   :正常操作中不適用 
接地螺絲   :接地 
叉式接線端子確保接地線與接地螺絲正確連接殑
2.2.3 變送器校準與設置 
2.2.3.1  液位輸出校準 
       該產品為數字式變送器,不需要日常維護校準。如果有必要重新校準,可以通過變送器按鍵或者用HART通訊器(適合選用帶HART 協議的變送器),還可以通過菜單控制的液晶顯示(適合選用帶液晶顯示的變送器)進行重新校準。
(1)使用按鍵校準
A 設置4mA點:設置儲罐液位0%點或移動浮子到需要的0%點。同時按下UP和 DOWN按鍵1秒鐘,進入校準模式。 按下DOWN按鍵 1秒鐘,設置輸出為4.00mA。 
B 設置20mA點:設置儲罐液位100%點或移動浮子到需要的100%點。同時按下UP和 DOWN按鍵1秒鐘,進入校準模式。 按下DOWN按鍵 1秒鐘,設置輸出為20.00mA。 
根據需要可以多次重復以上步驟。 
2.2.3.2  使用液晶顯示設置菜單校準 
       液晶顯示選項提供菜單操作設置,使用UP,DOWN,和SELECT按鍵。熟悉設置和選擇說明。樺寲A 設置4mA點:在CAL菜單下,進入LRV(下限值)菜單選項。按SELECT鍵改變4mA點對應的設定值。 B 設置20mA點 :在CAL菜單下,進入URV(上限值)菜單選項。按SELECT鍵改變20mA點對應的設定值。根據需要可多次重復上述步驟。這個步驟,僅限標準選擇的主要變量。 在進行設置時要注意:菜單顯示選項由所訂購變送器型號來決定。只有當CCR—自定義電流呈打開狀態時,LRC和URC菜單選項才會出現。 
3、 結束語 
       磁致伸縮液位計作為一種新型的液位測量儀表,它具有自身獨特的優勢,將來在化工領域會有廣泛的應用。本文對實際應用的描述,希望對以后的使用具有借鑒作用。


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