磁翻板液位計(jì)原理以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

1.2 磁翻板液位計(jì)性能

磁翻板液位計(jì)應(yīng)用于石化領(lǐng)域，作為非接觸式液位計(jì)，具有較大優(yōu)勢(shì)。

a）可靠性強(qiáng)。無機(jī)械可動(dòng)部分，故無摩擦、無磨損，核心元件與測(cè)量介質(zhì)非接觸，使用壽命長(zhǎng)。

b）精度高。分辨率高于0．01 ，相當(dāng)于1 mm，計(jì)量精度高可達(dá)0．5 mm。

c）安全性好。磁致伸縮式液位計(jì)的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特別適合對(duì)液體化工原料和易燃液體的測(cè)量。

d）磁翻板液位計(jì)易于安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單、維護(hù)量少，有利于大幅降低維護(hù)成本。

e）可以遠(yuǎn)程傳遞信號(hào)，輸出模擬量或數(shù)字量，帶HART協(xié)議和RS一485接口。

磁翻板液位計(jì)由磁性浮子驅(qū)動(dòng)，可以連續(xù)測(cè)量介質(zhì)液位和界位，變送器精度高，分辨率高，測(cè)量重復(fù)性好，可用做計(jì)量級(jí)的儀表，適宜于在一定的黏度、介電常數(shù)范圍內(nèi)對(duì)潔凈介質(zhì)的測(cè)量[2]，而對(duì)下列參數(shù)的變化不會(huì)產(chǎn)生漂移和誤差：介電常數(shù)變化、氣相組分變化、壓力變化。理論上，溫度變化產(chǎn)生的誤差很小，平均每變化10℃，輸出值變化小于2 mm。有隔爆型和本安型；防護(hù)性能可以做到IP67。

1.3磁翻板液位計(jì)基本參數(shù)

a）測(cè)量范圍：測(cè)量管是剛性桿時(shí)，測(cè)量范圍不大于6m；測(cè)量管是柔性桿時(shí)，測(cè)量值在3.5～20 mE。

b）下盲區(qū)：液位測(cè)量不大于60 mm；界位測(cè)量不大于15mm。

c）上盲區(qū)：液位測(cè)量不大于100 mm。

d）工作電壓：直流24V。

e）工作環(huán)境溫度：一50~125℃。

f）介質(zhì)溫度：一2O0～4O0℃ 。

g）工作壓力：真空～16MPa。

2 磁翻板液位計(jì)安裝

實(shí)踐證明，設(shè)備頂部安裝法蘭，有利于安裝和維護(hù)。設(shè)備上裝法蘭，帶法蘭蓋，在法蘭蓋上開螺紋。安裝時(shí)，先卸下浮球和擋環(huán)，將液位計(jì)擰緊在法蘭蓋上，然后裝上浮球和擋環(huán)，再將液位計(jì)和法蘭蓋依次裝人容器L2。有時(shí)，也可以在罐側(cè)壁選擇法蘭安裝方式。

隔爆型儀表接線為典型的二線制，無需另接電源，本安型儀表接線在控制系統(tǒng)側(cè)加裝安全柵。

3 設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 影響儀表工作的干擾因素

干擾來自于靜電放電、射頻電磁場(chǎng)輻射、浪涌沖擊、工頻磁場(chǎng)等。介質(zhì)溫度變化過大或在振動(dòng)環(huán)境下使用，也會(huì)給磁翻板液位計(jì)的測(cè)量帶來干擾。

3.2 設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

a）由于測(cè)量原理等因素，當(dāng)磁翻板液位計(jì)處于強(qiáng)磁場(chǎng)干擾環(huán)境下，會(huì)使浮子受的磁場(chǎng)力疊加導(dǎo)致消磁。因此，安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁環(huán)境，如高壓電機(jī)、風(fēng)機(jī)、離心機(jī)、攪拌器、變頻器、干燥床等，需要急停、啟動(dòng)的地方，這些設(shè)備應(yīng)做好接地屏蔽工作。

同時(shí)，磁翻板液位計(jì)的信號(hào)線應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源線，并使信號(hào)線屏蔽層處于良好接地狀態(tài)。

b）靜電放電會(huì)干擾磁翻板液位計(jì)的測(cè)量，使用時(shí)應(yīng)使安裝有液位計(jì)的設(shè)備良好接地。

C）為了避免射頻電磁場(chǎng)輻射，需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮無線儀表發(fā)射源的位置，至少保證2 m以上的距離。

d）對(duì)于浪涌沖擊非可控的干擾，一般會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)側(cè)加浪涌保護(hù)器、防雷擊、保護(hù)電路板。浪涌保護(hù)器中的抑制元件（壓敏電阻MOV）是采用損耗自身的方式對(duì)沖擊電流進(jìn)行消解（發(fā)熱、融化），對(duì)抗大電流的沖擊。這樣就可以很好地保護(hù)磁翻板液位計(jì)的本體安全。

e）工頻磁場(chǎng)多數(shù)由工頻機(jī)泵產(chǎn)生，安裝磁翻板液位計(jì)時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離工頻機(jī)泵。

f）如果介質(zhì)溫度變化過大，磁翻板液位計(jì)不宜作為計(jì)量級(jí)的儀表使用。但是，只要滿足平均每變化10℃ ，輸出值變化小于2 mm的條件，介質(zhì)溫度累計(jì)變化所產(chǎn)生的誤差一般在測(cè)量要求誤差范圍之內(nèi)。

g）在振動(dòng)環(huán)境使用時(shí)，也會(huì)影響精度，液位計(jì)安裝在非振動(dòng)的工況條件下。

4 磁翻板液位計(jì)的應(yīng)用

磁翻板液位計(jì)在石化行業(yè)主要應(yīng)用于油罐液位和烷基鋁儲(chǔ)罐液位的測(cè)量，現(xiàn)已越來越多地應(yīng)用于原油儲(chǔ)罐、成品油儲(chǔ)罐液位的測(cè)量|3]。

a）油品液位測(cè)量如果涉及貿(mào)易結(jié)算，就必須使用計(jì)量級(jí)的測(cè)量?jī)x表。如果選擇在罐頂部開口安裝，磁板伸縮和伺服馬達(dá)液位計(jì)都可以達(dá)到測(cè)量要求，但伺服馬達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理復(fù)雜、安裝繁瑣、價(jià)格昂貴、維護(hù)工作量大；而磁翻板液位計(jì)不僅能夠做到本安防爆、安裝方便、精度高、維護(hù)量少，性價(jià)比相對(duì)較高，很適合替代伺服馬達(dá)液位計(jì)用在油罐液位測(cè)量上。

b）在非計(jì)量級(jí)要求油罐液位測(cè)量上，磁翻板液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)均可達(dá)到測(cè)量要求。但是雷達(dá)液位計(jì)會(huì)受介電常數(shù)的影響，烴類混合物介電常數(shù)通常較低，需要加裝導(dǎo)波管，因而應(yīng)用范圍受限。而磁翻板液位計(jì)的惟一可動(dòng)部件是浮子，維護(hù)量極少，節(jié)省人工，性價(jià)比高，很受用戶的歡迎。

C）以某聚丙烯裝置原料罐為例，如圖3所示。儲(chǔ)罐高18 m，介質(zhì)為液化石油氣，易揮發(fā)，密度527.5 kg/m3，介電常數(shù)為1.6，設(shè)計(jì)溫度為5O℃ ，設(shè)計(jì)表壓為1.7 MPa，高介質(zhì)溫度為35℃ ，工作表壓為900kPa，要求頂部法蘭安裝，測(cè)量精度±1 mm，測(cè)量范圍在O～18 m，4～2O mA 的輸出信號(hào)，防爆等級(jí)Ex dⅡBT4，防護(hù)等級(jí)IP65。在該工況下，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇雷達(dá)液位計(jì)（帶導(dǎo)波管）和伺服馬達(dá)液位計(jì)。由于液化石油氣具有揮發(fā)性，儲(chǔ)罐內(nèi)存在揮發(fā)氣體，揮發(fā)氣體影響雷達(dá)回波的反射，用雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量時(shí)，測(cè)量效果不理想；選用伺服馬達(dá)液位計(jì)測(cè)量精度高，測(cè)量效果好，但是因?yàn)闄C(jī)械部件很多，易出現(xiàn)磨損，維護(hù)工作量大；磁翻板液位計(jì)選型時(shí)，測(cè)量高度如果大于6m，測(cè)量管需要選柔性桿，柔性桿可測(cè)量的大高度為20 m，滿足測(cè)量范圍0～18 m要求，液位計(jì)精度高，測(cè)量效果好。這三類液位計(jì)的對(duì)比見表1所列，使用磁翻板液位計(jì)測(cè)量液化石油氣儲(chǔ)罐液位綜合成本低，效果好。