磁致伸縮液位計(jì)是采用“磁致伸縮”原理設(shè)計(jì)的液位測(cè)量?jī)x表，具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好及應(yīng)用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于各類(lèi)油品儲(chǔ)罐的液位測(cè)量。 磁致伸縮液位儀的測(cè)量范圍較寬（#大測(cè)量值可達(dá) ２０ｍ），分辨率達(dá) ０．５ｍｍ，精度等級(jí)約０．２ ～１．０ 級(jí)，由于其提供給用戶(hù)的是覺(jué)對(duì)位置讀數(shù)，不需要進(jìn)行定期重標(biāo)，斷電后歸零的問(wèn)題也不予考慮。 非接觸式的測(cè)量方式消除了機(jī)械磨損的影響，是非粘稠和非高溫液體液位測(cè)量的一種優(yōu)選測(cè)量?jī)x表。

 

          然而，在安裝磁致伸縮液位計(jì)時(shí)，如果不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)約hou純齠隕璞傅陌滄跋附誚�行胞}�，矇墨无法达到其应有导{杓樸諾悖�反而会给生产带来不便�?筆者以洛陽(yáng)某油庫(kù)的磁致伸縮液位計(jì)在安裝調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題為例，介紹該類(lèi)儀表在安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)注意的技術(shù)性問(wèn)題。

 

1　結(jié)構(gòu)與原理 ①

          磁致伸縮液位計(jì)主要由電子探頭、探測(cè)桿和浮子３ 部分組成。 電子探頭用于發(fā)射和接收電子脈沖，并將其轉(zhuǎn)換為 ４ ～２０ｍＡ 電流信號(hào)進(jìn)行輸出；探測(cè)桿分剛性桿和柔性桿，外部由耐腐蝕和耐高溫材料制成，中心為稀土超磁伸縮材料制成的波導(dǎo)絲，是傳感器的核心，能將微小的磁場(chǎng)向量變化轉(zhuǎn)換為機(jī)械波；浮子套裝在探測(cè)桿上，隨液位上下浮動(dòng)，內(nèi)部有永磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁致伸縮液位計(jì)的工作原理如圖 １ 所示，電子探頭中的脈沖發(fā)生器shou先在波導(dǎo)絲上施加一個(gè)電脈沖信號(hào)，此電脈沖同時(shí)伴隨一個(gè)垂直于波導(dǎo)絲的環(huán)型磁場(chǎng)，以光速向下傳遞。 探測(cè)桿和浮子則被放置在被測(cè)介質(zhì)中，浮子隨著液位高度的變化沿探測(cè)桿上／下移動(dòng)，浮子內(nèi)部的永磁鐵產(chǎn)生一個(gè)縱向磁場(chǎng)，這樣浮子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)位置也就隨著液面升／降；當(dāng)環(huán)型磁場(chǎng)遇到浮子中永磁鐵產(chǎn)生的縱向磁場(chǎng)時(shí)，與之進(jìn)行矢量疊加，形成螺旋磁場(chǎng)。 波導(dǎo)絲在螺旋磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象，即產(chǎn)生扭力變形，從而激發(fā)一個(gè)機(jī)械扭力波沿波導(dǎo)絲以超聲波形式從產(chǎn)生點(diǎn)（即液位測(cè)量點(diǎn)）返回到電子探頭。 因此，液位計(jì)通過(guò)測(cè)量發(fā)出電脈沖與扭力波返回的時(shí)間差，便能精que地計(jì)算出永磁鐵（即浮子）的位置，并將其轉(zhuǎn)換為 ４ ～２０ｍＡ 電信號(hào)輸出到 ＤＣＳ 畫(huà)面進(jìn)行顯示。

2　影響測(cè)量準(zhǔn)確度的因素

          安裝和調(diào)試時(shí)，影響磁致伸縮液位計(jì)計(jì)量精度的因素有：

          a．磁致伸縮探測(cè)桿不能折彎，以免損壞波導(dǎo)絲；

          b．液位計(jì)盡量在院秒裝／卸油管口的位置安裝，避免油品流動(dòng)沖擊或損壞傳感器，影響測(cè)量精度；

          c．必須保證傳感器的浮子與容器壁互不接觸，且浮球上下活動(dòng)靈活，安裝螺紋與容器連接牢固，對(duì)于大量程或有攪拌的應(yīng)用場(chǎng)合，傳感器需要重錘 ＋地錨固定，保持探頭垂直，安裝斜度不能大于５°；

          d．通信線(xiàn)路接觸良好，進(jìn)行接地處理，將雙芯雙絞屏蔽電纜的屏蔽層和傳感器的地線(xiàn)相連，并接到防爆穿線(xiàn)盒的接地螺栓上，同時(shí)將盒外接地端子和罐體的接地點(diǎn)相連接；

          e．不能測(cè)量高粘度液體和泥漿，不適用于有壓、自聚、有腐蝕、有毒和高粘度液體的測(cè)量。

 

3　安裝實(shí)例

          洛陽(yáng)某油庫(kù)設(shè)有汽油、柴油和乙醇（屬輕質(zhì)低粘性油品）共計(jì) ９ 個(gè)油罐，儲(chǔ)罐高度在 ９ ～１５ｍ（屬大量程計(jì)量），選用的是美國(guó)愛(ài)國(guó)者液位儀公司生產(chǎn)的大量程磁致伸縮液位計(jì)（探棒材質(zhì)為ＰＶＤＦ 軟纜）。 在對(duì)磁致伸縮液位計(jì)進(jìn)行安裝調(diào)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)：液位顯示波動(dòng)大，示數(shù)不準(zhǔn)確；有通信中斷現(xiàn)象，連接不穩(wěn)定。

 

3．1　液位顯示波動(dòng)大

          在罐體試水過(guò)程中，投用了磁致伸縮液位計(jì)，隨著水的注入儀表示值不斷增大，但示值隨著液面大幅跳動(dòng)，注水結(jié)束液面不再變化后發(fā)現(xiàn)儀表示數(shù)依然不能穩(wěn)定，且跳動(dòng)頻繁。 究其原因，顯示波動(dòng)大，說(shuō)明浮子位置擺動(dòng)大，可以判斷探測(cè)桿軟纜未處于拉伸狀態(tài)。 磁致伸縮液位儀的測(cè)量要求探棒軟纜在被測(cè)介質(zhì)中處于豎直向下?tīng)顟B(tài)，并與傳感器的電子頭保持一條直線(xiàn)。 shou先，檢查重錘的安裝情況，探棒軟纜材質(zhì)較輕，會(huì)受液體浮力和流體沖擊而漂起或偏移，安裝中采用重錘加錨的方法固定。 經(jīng)檢查，重錘位于電子頭的正下方罐底處，且連接牢靠；之后，測(cè)量探測(cè)桿軟纜的安裝長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)纜長(zhǎng)大于罐體液位計(jì)法蘭安裝高度４００ｍｍ，液位計(jì)安裝后探測(cè)桿軟纜在罐內(nèi)弧度彎曲狀態(tài)，確認(rèn)為問(wèn)題原因。

          如圖 ２ 所示，左邊地衣個(gè)探測(cè)桿軟纜未豎直拉伸，軟纜和浮子會(huì)在液面上水平擺動(dòng)；第二個(gè)探測(cè)桿軟纜未固定牢靠或重錘脫落，致使軟纜漂起。這都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量示數(shù)不穩(wěn)定、不準(zhǔn)確。

 

          針對(duì)上述問(wèn)題的解決方法是：在探測(cè)桿底部重錘固定無(wú)誤的情況下，shou先通過(guò)液位計(jì)調(diào)節(jié)法蘭處的緊箍背帽，將探測(cè)桿軟纜向上提升，在允許的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)將軟纜提升到#大狀態(tài)。 經(jīng)檢查，仍有 ２００ｍｍ 的富裕長(zhǎng)度未能處理。 之后，將罐體安裝法蘭加高了 ２００ｍｍ，使得探測(cè)桿軟纜能夠在罐體內(nèi)豎直狀態(tài)下自然拉直。 經(jīng)過(guò)上述處理后，液位顯示波動(dòng)大的故障得以解決。

 

3．2　通信中斷

          該油庫(kù)試運(yùn)行的三天中，在 ＤＣＳ 監(jiān)測(cè)畫(huà)面上發(fā)現(xiàn)有一臺(tái)磁致伸縮液位計(jì)出現(xiàn)過(guò)兩次信號(hào)通信中斷的情況，有兩次故障報(bào)警記錄。 經(jīng)分析，通信時(shí)斷時(shí)續(xù)通常為線(xiàn)路連接問(wèn)題。 shou先檢查 ＤＣＳ和機(jī)柜內(nèi)部的線(xiàn)路連接，確認(rèn)無(wú)誤后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)線(xiàn)路進(jìn)行阻值和導(dǎo)通測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在儲(chǔ)罐頂上此臺(tái)儀表的電纜接線(xiàn)頭連接不牢靠，信號(hào)導(dǎo)通不穩(wěn)定。 液位計(jì)的原接線(xiàn)方式如圖 ３ 所示，傳感器引出線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)直接在接線(xiàn)盒內(nèi)絞合連接，無(wú)接線(xiàn)端子。經(jīng)檢查，盒內(nèi)接線(xiàn)頭已經(jīng)松動(dòng)，纏繞的絕緣膠帶在高溫下已經(jīng)開(kāi)始軟化，確認(rèn)為信號(hào)中斷的原因。

          為了確保接線(xiàn)頭的安全性、穩(wěn)定性和良好的絕緣性，在防爆盒內(nèi)的接線(xiàn)可以利用彈簧螺式接線(xiàn)帽（圖４），彈簧螺式接線(xiàn)帽采用 ＰＶＣ 制成，內(nèi)有螺紋，耐熱而又絕緣。 使用時(shí)先將電線(xiàn)外皮剝掉，再將所要接的電線(xiàn)頭同時(shí)插入并旋轉(zhuǎn)扭緊，彈簧逐漸內(nèi)縮夾緊電線(xiàn)。 #后，再將接線(xiàn)頭放入裝有凡士林的小袋用綁扎帶扎口密封。

          這種接線(xiàn)方法不但有效地防止了外界對(duì)接線(xiàn)頭的干擾，導(dǎo)電良好、絕緣性佳，而且能夠起到防水／防塵的作用，提高了工作的穩(wěn)定性。 而且采用彈性材料作為套體，在將接線(xiàn)頭放入后能夠產(chǎn)生張緊力，使兩者的配合更為牢固，不易脫落。 保證了線(xiàn)路連接的穩(wěn)定可靠。 經(jīng)過(guò)處理，通信中斷的故障得以解決。

 

4　結(jié)束語(yǔ)

          經(jīng)過(guò)對(duì)磁致伸縮液位計(jì)的安裝故障進(jìn)行悉心研究，加以改進(jìn)之后，液位顯示波動(dòng)大示數(shù)不準(zhǔn)確，通信時(shí)斷時(shí)續(xù)及連接不穩(wěn)定等故障現(xiàn)象徹底消失，使得系統(tǒng)液位計(jì)量穩(wěn)定準(zhǔn)確，發(fā)揮了磁致伸縮液位計(jì)應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，為油庫(kù)罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

 

 

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