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磁致伸缩液位计在双氧水装置中的应用

  气体厂10000t/a双氧水装置中较多地使用了高精度磁致伸缩液位计,用于液位或界面的测量。

  以下笔者将结合实际生产过程中遇到的问题和积累的处理经验,向大家介绍这种液位计的结构、工作原理、主要技术参数、调校方法、常见故障及其处理办法。

  1、磁致伸缩液位计的结构

  磁致伸缩液位计的结构比较简单,主要由以下图示中的A、B、C三部分组成。

磁致伸缩液位计的结构示意图
磁致伸缩液位计的结构示意图

  A部分为固定在连通管外的磁致伸缩液位计传感器(SPM200),它负责将容器内的液位或界面转换成相应的标准电流信号(4~20mA)。

  B部分为KM26非磁性连通管,它与装有被测介质的容器相连通,其内部装有一个磁性浮子。

  C部分为固定在连通管外的密闭式玻璃管,其内装有桔黄色浮标作为现场指示器。

  2、磁致伸缩液位计的工作原理

  磁性浮子在非磁性连通管内随着容器内液位或界面的变化而同步变化,真空玻璃管内的桔黄色浮标也随之跟踪作为现场显示;磁致伸缩传感器(SPM200)内装有一根每秒发出10个电脉冲信号的磁致伸缩线,由于磁性浮子产生的磁场和电流脉冲间的藕合作用,在磁致伸缩线上产生一个扭应力波,此扭应力波以已知速度从磁性浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送;装在发送器里的独特压磁感应元件把收到的机械扭应力转变成返回电脉冲;微处理器可测出起始脉冲和返回脉冲的时间间隔,从而计算出浮子在容器中的准确位置,并将其转变成相应的4~20mA标准电流信号输出。

  3、磁致伸缩液位计的主要技术参数

  磁致伸缩液位计的主要技术参数如下:测量范围:0.3~18.3m

  精确度:0.01%FS,最大不超过1.27mm

  重复性:0.005%FS,最大不超过0.38mm非线形:0.01%FS,最大不超过0.90mm最高工作压力:30MPa

  工作温度范围:-40~538℃

  输出信号:4~20mA,可选择Hart通讯协议

  防爆类型:本安型或隔爆型

  介质最低密度:270kg/m³

  4、磁致伸缩液位计的调校

  该仪表在出厂前已作好了校对,一般不用再作任何调整。如果确需调校,可按以下步骤操作。

  (1)零位的调校

  同时按下ZERO和SPAN两键约一秒钟进人调校状态,保持KM26连通管内零液位水平(可通过其玻璃管内桔黄色浮标读取),然后再按下ZERO键约一秒钟,设定输出为4mA。

  (2)量程的调校

  同时按下ZERO和SPAN两键约一秒钟进人调校状态,建立KM26连通管内满液位水平(可通过其玻璃管内桔黄色浮标读取),然后再按下SPAN键约一秒钟,设定输出为20mA。

  (3)反复上述(1)、(2)两步操作直到满意。

  5、磁致伸缩液位计的常见故障及解决办法

  (1)选用本安型磁致伸缩液位计时,一定要注意磁致伸缩传感器(SPM200)与安全栅的阻抗是否匹配。由于该液位计传感器的电源电压为15~36VDC,小于一般变送器14.5~45VDC的电源电压,因此,负载较大时,若安全栅的阻抗与之

  不匹配,液位计就不能正常工作。我厂10000t/a双氧水装置的LT-303液位计就曾因此不得不更换安全栅后,液位计才得以正常工作。

  (2)磁致伸缩液位计现场投用的时侯,应特别注意要先开液位计上部球阀,后开其下部球阀。因为KM26非磁性连通管的底部装有能够保护磁性浮子的止推弹簧,若先开下阀,会因容器和连通管的压差大而使磁性浮子向上猛击连通管的顶部而损坏液位计。因此,须按先上后下的开阀程序操作,方可避免上述事故的发生。

  (3)磁致伸缩液位计投用一段时间后,如果出现液位或界面长时间停留在某一固定数字的现象,很可能是磁性浮子上沾有了污物。这时,应该关掉液位计上下部球阀,排空液体,小心取出浮子,清洗干净磁性浮子上的污物,恢复即可。

  (4)磁致伸缩液位计装有桔黄色浮标的密闭

  玻璃管,如果不小心损坏、破裂,可以用相同大小的玻璃管更换。有条件的话,最好将其抽成真空。我厂10000t/a双氧水装置的LT-109液位计的玻璃管曾于1999年按此方法更换,该液位计至今仍在正常工作。

  (5)磁致伸缩液位计在选型时,除了应满足生产工艺关于操作压力、温度、液位或界面变化范围、防腐、防爆等基本要求外,还应特别注意是否选用伴热附件。我厂10000t/a双氧水装置中的LT-104、LT-109、LT-203、LT-301等液位计由于以前无伴热附件,致使被测介质在低温下结晶而常常导致液位计不能正常工作,2001年大修时加上伴热附件后,使问题得以解决,这些液位计至今均能正常工作。

  (6)日常工作中有的人有这样一个不良习惯,就是在检查磁致伸缩液位计时,用一个强性磁铁在非磁性连通管外拉动磁性浮子,如果常常这样操作,有可能导致磁性浮子磁场改变而使液位计不能正常使用。

  实践证明,磁致伸缩液位计在正常情况下,精度很高,可靠性也很好,是测量液位或界面的良好器具,只要使用维护得当,这种液位计将具有较好的使用效果和较长的使用寿命。