摘要:隨著測量技術(shù)的發(fā)展，近年來利用磁致伸縮原理測量的液位計在油庫得到了大量應用。 本文主要介紹磁致伸縮液位計的工作原理、技術(shù)特點和在油庫的應用事項，促進油庫技術(shù)改造，提高油庫系統(tǒng)講師的精度和自動化水平。 液位測量技術(shù)是zui的基本油氣藏技術(shù)，目前主要有壓力式、壓差式、浮子鋼帶式、靜電容量式、電阻式、電位差式、機械式等多種方法。 隨著測量技術(shù)的發(fā)展，近年來利用磁致伸縮原理進行測量的液位計在油庫得到了大量應用。 磁致伸縮液位計具有精度高、功能多、免維護、壽命長等特點，應用前景明朗。 另一方面，磁致伸縮水平計的工作原理1 )構(gòu)成磁致伸縮水平計的磁致伸縮水平計主要由電子頭、探測桿、浮子三部分構(gòu)成。 磁致伸縮液位計檢測棒由3根同軸圓管構(gòu)成:外管由防腐蝕材料制成，在提供保護作用的中央圓管上安裝有一個或多個數(shù)字測溫傳感器；zui的中心是波導管，其內(nèi)部是由磁致伸縮材料構(gòu)成的波導管。 液位計檢測桿的外部內(nèi)置有磁鐵隨液位變化的浮子。 2 )磁致伸縮液位計的工作過程磁致伸縮液位計的工作原理主要是利用效應與超聲波效應的結(jié)合來達到測量目的。 磁效應是威德曼效應( Wiedemann )和維拉利效應。 液位定義電子頭的脈沖發(fā)生器首先在磁致伸縮波導線上施加電脈沖部分信號，該電脈沖部分同時伴隨著環(huán)形磁場，以光速沿著磁致伸縮波導線向下傳輸。 當該環(huán)開始磁場與浮子中的磁鐵產(chǎn)生的縱向磁場相碰撞時，將矢量重疊，形成螺旋狀的磁場。 維德曼效應改變了磁致伸縮材料本身的物理尺寸。 因此，當合成磁場變化而形成螺旋狀的磁場時，在磁致伸縮波導線中產(chǎn)生沿著螺旋狀的磁場的伸縮變形，在波導線中產(chǎn)生扭曲變形，激發(fā)扭曲波(或返回脈沖)。 如果該扭曲波沿著波導管通過超聲波返回傳感頭的感應線圈，則轉(zhuǎn)換為橫向應力。 由于傳感器效應，磁致伸縮材料物理變形時，磁致伸縮材料內(nèi)磁場強度發(fā)生變化，通過傳感器線圈的磁通量發(fā)生變化，在傳感器線圈的兩端產(chǎn)生可檢測的感應電動勢。 超聲波扭轉(zhuǎn)波的傳播速度一定( 2838m/s左右)。 因此，通過將從發(fā)射電流脈沖的瞬間到檢測到感應電動勢為止的時間差乘以該恒定速度，可以計算磁鐵(浮子)的位置。 3 )磁致伸縮液位計的技術(shù)特征高精度磁致伸縮液位計通過測量發(fā)射脈沖和返回脈沖的時間差來決定被測位移量，因此測量精度極高。 其非線性小于0.05%FS，重現(xiàn)性小于0.001%FS，分辨率小于0.002%FS。 這樣高的測量精度在現(xiàn)在的液面水平測量中是*，但是其他類型的傳感器很難達到這個精度。 多參數(shù)測量磁致伸縮液位計的另一大特點是綜合測量液面、界面、溫度等參數(shù)。 磁致伸縮水平計的電子部件能夠檢測由同一發(fā)射脈沖產(chǎn)生的連續(xù)電磁波，因此可以在同一檢測桿上安裝兩個或者多個磁浮元件。 只要保證浮子的重量與介質(zhì)的比重相對應，就可以同時測量液面和界面，實現(xiàn)多參數(shù)測量。 在磁致伸縮液位計的傳感器中嵌入多個溫度傳感器，可一邊測量液位，一邊獲得介質(zhì)的多點溫度和液面的平均溫度。 安全性高的磁致伸縮液位計的防爆液位一般分為耐壓防爆型和本安型2種，適合在易燃、易爆、高溫、高壓等危險場所使用。 另外，用磁致伸縮液位計測量時，不需要手動打開油箱蓋，避免了手動測量引起的安全性問題。 可靠性高、故障率低、壽命長是由于磁致伸縮液位計的整個變送器被密封在不銹鋼管內(nèi)，傳感器元件與被測介質(zhì)不接觸，因此測量過程不斷重復，但不會給傳感器帶來磨損。 因此，具有工作可靠性高、故障低、壽命長的優(yōu)點，適用于各種惡劣環(huán)境。 安裝維護簡單的磁致伸縮液位計采用法蘭連接方式，安裝非常簡單，而且不需要安全的維護和再標定，對使用者非常方便。 一般用于自動管理磁致伸縮等級計算機的輸出信號接口采用4~20mA或RS-485數(shù)字信號接口，允許直接訪問PLC、DCS或其他計算機管理系統(tǒng)，并且微機易于處理信號。 二、磁致伸縮液位計油庫應用事項計量系統(tǒng)構(gòu)成某油庫的計量系統(tǒng)包括磁致伸縮液位計、西門子OS77站和PLC，其中PLC還用于控制油庫的定量車。 油庫有12個油箱，高度均為9~15m，因此選定了美國MTS公司的LDF系列產(chǎn)品(柔性延長數(shù)字系列)。 采用4總線結(jié)構(gòu)，布線簡單，其中雙線為DC24V電源，雙線為RS-485總線( DDA協(xié)議)。 考慮到系統(tǒng)電源的容量，每六個容器有一個系統(tǒng)的電源供電。 液位計算信號經(jīng)由PLC的485模塊從RS-485總線進入PLC系統(tǒng)，PLC的處理數(shù)據(jù)經(jīng)由專用總線傳送至西門子OS77站( CELSIUS400 )，在軟件中進一步進行處理。 實現(xiàn)計量系統(tǒng)的功能1、油器計量的全部自動化，即按油箱標示，印刷油品的油高、水高、溫度、體積、質(zhì)量等，實現(xiàn)24小時的全天液位監(jiān)測。 2、具有高、低等級報警和連鎖功能，防止漏油、排氣等事故。 3、實現(xiàn)油罐檢測和報警、防漏油4、完成業(yè)務管理功能測量系統(tǒng)的其他形式除直接訪問PLC系統(tǒng)外，磁致伸縮液位計還可訪問DCS和其他計算機管理系統(tǒng)，但485數(shù)字信號中采用的通信協(xié)議是DDA協(xié)議， 需要注意的是MODBUS協(xié)議等，因此對應的PLC、DCS系統(tǒng)的通信參數(shù)必須正確設(shè)定，通信流暢。 液位計直接訪問計算機時，RS485/232轉(zhuǎn)換卡必須將485信號轉(zhuǎn)換為232信號，并連接到計算機的232接口(如果計算機本身具有485接口則不需要)。 防爆是儲罐計量中應首先考慮的問題。 選擇本安型液位計、防爆終端、安全欄，可實現(xiàn)系統(tǒng)的防爆。 磁致伸縮液位計具有成本安全認證，是成本安全型儀表，能夠完全滿足容器的防爆要求。 液位計與系統(tǒng)總線連接時，請選擇防爆連接箱，消除中間的危險性。 安全柵欄設(shè)置在控制室中，作為控制室儀表和現(xiàn)場儀表的相關(guān)設(shè)備，可以傳遞信號，也可以將流入危險場所的能量控制在爆炸性氣體和混合物的點火能量以下，因此危險場所和非危險場所被隔離，發(fā)揮防爆作用。 系統(tǒng)總線進入機柜后，通過安全柵連接PLC和電源。 信號線和電源線分別選用不同型號的專用安全圍欄。 應注意安全柵欄只有在使用時系統(tǒng)調(diào)試完畢后才能使用。 否則，容易因短路等意外原因而損壞。 特別是在附近進行電焊作業(yè)時，電焊機的接地和機箱的接地相通，容易反向破壞安全欄。 故障處理磁致伸縮液位計故障率低，基本上是免維護的。 發(fā)現(xiàn)個別無法正常工作或液位長期不變等情況時，電子頭的集成電路分析或模塊可能損壞，更換相應的部件即可。 冬天油上蠟，浮子上油不能正常運動，液面水平也有可能不變。 需要松開固定法蘭和鎖的NPT裝置，輕松搖動或取出拉桿，輕松清掃。 液位計的安裝只要沿著油箱的凸緣孔將液位計放入油箱，固定重物，檢測桿自然變直，到達油箱底部后，將液位計的電子頭、下面的硬桿和柔性檢測桿保持一條直線，鎖定NPT裝置即可。 接線、接地電源和信號電纜的屏蔽僅在安全柵極端接地，接地電阻小于1&Omega的m。 請勿在液位計側(cè)或網(wǎng)絡(luò)整體的其他點接地，盡量縮短網(wǎng)絡(luò)的干線，避免干擾源(例如電機等)的網(wǎng)絡(luò)為主干線，包括主干線到液位計的引入連接(防爆端子箱到液位計的連接)的zui的大抽頭連接 確定零點的液位計的設(shè)置調(diào)整后，確定零點。 一般來說，液位計直接顯示的數(shù)值比人工測定值高100~200mm。 對于每個液位計，該數(shù)值是固定的，是淮液位計的零點。 從液位計的測量值減去零點，就是真正的油高。 進行正式標定確定零點時，zui只使用新標定的尺寸，由檢測技術(shù)高的測量員操作。 不合理的檢定結(jié)果，多人必須用同一尺度多次測定。 將內(nèi)浮頂罐安裝到內(nèi)浮頂罐上安裝磁致伸縮液位計時，在內(nèi)浮頂上開孔，用橡膠板密封，上面有十字型開口，檢測桿位于開口的中央位置。 在開口位置的上下，浮子的上部高度為100~150mm，具有防止密封板壓下浮子的作用的浮子的下部高度與浮子的直徑相同，具有防止浮子被浮子卡住的作用。 三、結(jié)束磁致伸縮水平計可以滿足油庫的實際計量要求，而不是人工計量油箱。 各油庫應加大磁致伸縮液位計的應用力，提高油庫系統(tǒng)計量的精度和自動化水平。

以上就是磁致伸縮液位儀的工作原理、技術(shù)特點及其在油庫的應用事項文章的全部內(nèi)容