磁致伸縮液位計的工作原理、特性,並和相應的測量方式作分析和比較。在化工生產當中精確測量反應器（qì）及儲罐（guàn）中介質的液麵以及同一容（róng）器內多種介質的界麵,尤其是重（chóng）要（yào）的化合反應器和大容（róng）積儲罐,其界麵測量尤為重要。該液麵的測量準確與否直接影（yǐng）響到企業（yè）的能源消耗、成本核（hé）算等重要問題。

在初期97视频使用（yòng）浮筒液位對液位進（jìn）行測量,但是在動態過程當中,大多數的浮筒液位計在測量液位時反複的存在著以下幾個問題（tí）。

(1)由於（yú）液體比重的變化引起了嚴重的（de）輸出誤差。

(2)由（yóu）於有的物料具有腐蝕性導致浮（fú）筒扭力管焊接處的滲透泄（xiè）漏而引起輸（shū）出誤（wù）差。

(3)物料積聚在扭矩管或浮子上導致輸出偏低或滯後。對於（yú）容器中多種介質界麵（miàn）的測量97视频（men）常應用差壓變送器對其進行測量但是（shì）由於物料比重的變化引起了嚴重的輸出錯誤。針對以上在生產當實（shí）際中存的問題,97视频初期提出（chū）了多種解決方案但是在界麵測量的問題中出現了較大誤差,造成了較大損耗。基於這種背景,97视频對此進行反複分析、實踐（jiàn）,終於成功地用磁致伸縮式液位計解決了這（zhè）一難題。

1 磁致伸縮液位計的結構特點（diǎn）及（jí）其工作原理

1 . 1 磁致伸縮液（yè）位計的（de）構成（chéng）

磁致伸縮式液位計是一種可對動態係統中的連續液（yè）位、界麵進行測量,並提供用（yòng）於監視和控製模（mó）擬信號輸出的高精度測量儀（yí）表,由360度內磁浮子;傳感器(壓磁傳感器和磁致傳感管):塑封全智能化（huà）電子裝置組成。液（yè）位計的核心（xīn）部分是由一定的磁致伸縮物質（zhì）構成的波導管。

1 . 2 磁致伸（shēn）縮液位計的（de）工作原理

磁致伸縮意指一些金屬(如鐵或鎳)在磁場作用下具有伸縮能力。磁致伸縮的原理是利（lì）用兩個不同的磁場相交時（shí）產生的一個應變（biàn）脈衝（chōng）信號,然後計（jì）算出這（zhè）個信號被控測所需的時間周期,從而換算出準確（què）的位（wèi）置。這兩個磁場（chǎng）一個（gè）來自活（huó）動永磁鐵,另一個則來自由傳感器的電子部件（jiàn）產生的（de）電流脈衝(該電流脈衝同時產生一個磁場)即“詢問信號”。當“詢問信號”同（tóng）波導管上的浮子內（nèi）的永磁體所產（chǎn）生的磁場相交時產生相互作用,波導（dǎo）管發生磁致伸縮現象,產生（shēng）一個應變脈衝我（wǒ）們稱之為“返回信號”。從產生詢（xún）問信號的一刻到返回信號被控測到所需的時間周期乘以（yǐ）固定的聲音速度,97视频便能準確的計算出磁（cí）鐵的位（wèi）置變化。由於輸出（chū）信號是一個絕對值,而不（bú）是比例的或（huò）需要再（zài）放大處理（lǐ）的信號,所（suǒ）以不存在信號漂移或變值（zhí）的情況,所以此類儀表不必和（hé）其（qí）他類（lèi）型（xíng）的位移傳感器一樣需要（yào）定期重新標定。其工作原理如圖1所示

2 單（dān）法蘭變（biàn）送器與（yǔ）磁致伸縮液位（wèi）計測量界麵的分析、比較

爭對工藝裝置的運行及生（shēng）產特點,過程控製工藝參數的檢（jiǎn）測要（yào）求選用（yòng）高精度、維修少以及成本合理的變送（sòng）器是要考慮的因素,由於磁致伸縮變送器具有高精（jīng）度,測量範圍（wéi）廣,耐高溫,耐（nài）高壓的特點,因此幾乎（hū）適用於（yú）所有的過程控製應用。同時這類儀表可選用hart,honywell de,ff現場總線通訊協議（yì）與上位係統進行數字（zì）連接。

2 . 1 單法蘭變送器的界麵測量

在化工生產當中反應（yīng）器以及儲罐的（de）界麵的測量是（shì）一個難點。如（rú）圖2是本裝置當中二氯乙烷（wán）儲罐液位測量示意圖。該儲罐下麵是二氯（lǜ）乙烷液體,由於二氯乙（yǐ）烷在（zài）常溫下易氣化故需要對（duì）二氯（lǜ）乙烷和大氣（qì）進（jìn）行隔離（lí）。在其上麵是液封(本裝（zhuāng）置當中采用水作為液封)。由於二氯乙烷的密度比水大,所（suǒ）以兩種物料會自動分離。這個液位值必須（xū）精（jīng）確控製在一定的範圍（wéi）內,否則會造（zào）成二氯乙烷氣化（huà）使儲罐周圍區域存在嚴重的（de）安全隱患。對（duì）於該儲罐97视频一直采用單法（fǎ）蘭變送器對界麵進行（háng）測量。其測量原理如圖2所示。

采用單法蘭變送器測量,差壓變送器測量時要用水的密（mì）度和二氯乙烷的密度來確定差（chà）壓變（biàn）送器的零點和量程,而這兩（liǎng）個值都是通過理（lǐ）論計（jì）算出（chū）來的。如圖（tú）2所示,當該儲罐全部充滿（mǎn）輕介質即水的時候該變送器lt1的零點(p1)。

p1=ρ 2h2g+p0-p0

ρ2為水的密度;

h2為該儲罐的高度 ;

p0為大氣壓力。

當該儲罐中全部充滿二（èr）氯乙烷時該儲罐的（de）壓力為該變送器的量程(p2)。

p2=ρ 1h2g+p0-p0

ρ2為二氯乙烷的密度;

h2為該儲罐的高度 ;

p0為大氣壓力（lì） ;

其誤差原因分析如（rú）下。

(1)在實際儲（chǔ）罐（guàn）中上麵的水中含有部分二氯乙烷,下麵的二（èr）氯乙烷（wán）中也含有部分水,且（qiě）在（zài）水與二氯乙烷的界麵處存在這（zhè）一個（gè）過渡層,該過度層（céng）的厚（hòu）薄不一、且該（gāi）過渡層的密度也是不確定的。由於上（shàng）述原因實際兩種（zhǒng）物質的密度和（hé）理論值存在著誤差。因（yīn）此,上述理論計算公式中的（de）ρl、ρ2是一個（gè）不確定的值,由（yóu）於密度的變化造成了變送器的測量值存在較大的測量誤差（chà）。

(2)該（gāi）儲罐不可能出（chū）現全部充滿二氯乙烷的時候,二氯乙烷在常溫下會被氣（qì）化。若出現此種情況儲罐中的二氯乙烷將被（bèi）氣化對周圍環境造成嚴重的的安全隱（yǐn）患,同時操（cāo）作人員對該液位也（yě）不好（hǎo）控製。

(3)此測量方式的測量精度低 ,所測得的液位誤（wù）差較大。抗幹擾能力差（chà）,液位（wèi）波動較大,工藝（yì）操作難度大。

根據以上原因的分析為了（le）安全及測量準確度的考慮97视频對該（gāi）儲罐液位測量（liàng）進行實地觀察,研究,反複論證發現（xiàn）該測量方式在一定的條件下（xià）是不能滿足測量界麵的目（mù）的。

2 . 2 磁致伸（shēn）縮液位計在界麵測量當（dāng）中的應用（yòng）

爭對單法蘭液位（wèi）計在測量界麵方（fāng）麵存在測量精度低,誤差（chà）大,抗幹擾能力差等缺（quē）點。由於磁致伸縮（suō）變送（sòng）器（qì）具有高精度,測量範圍廣,耐高溫,耐高壓的特點,采用磁（cí）致（zhì）伸縮液位計進行測（cè）量（liàng）該（gāi）界麵。其測量原理如圖3所示。

根據該儲罐的（de）上下兩種介質的實際密度確定（dìng）磁致伸縮式液位計的浮子的密度,該密（mì）度介於上下兩種介質的密度之間,即浮（fú）子的密度ρ2<ρ3<ρ1。由於浮（fú）子所處位置的密度是相（xiàng）對（duì）固（gù）定的,即含水（shuǐ）與含二氯乙烷的百分率是相對固定的,浮子所受到的浮力也是固定的。根（gēn）據（jù）浮（fú）子所受到的浮力和該浮子的重力相等的原理,浮（fú）子將漂（piāo）浮在所要（yào）測量的界麵位置。

浮子精確的浮（fú）在界麵（miàn）上從而保證了磁致伸縮式液位計的高精度測量。同時磁（cí）致伸縮液位（wèi）計上再加裝一個浮子就可以同時測量水封的高度。這樣不但為工藝提供了精確的界麵高（gāo）度同時（shí）還可以提供（gòng）精確的液（yè）封（fēng）高度。可以使工藝（yì）操作人員對儲罐內的情況了（le）解的更清楚（chǔ）。

通過以上分析可以看出,磁致伸（shēn）縮液位計在界麵測量方麵不但消除了,由於介質（zhì）比重發生變化引起的（de）測量值與實際隻（zhī）存在較（jiào）大偏差的問題（tí）,在測量精度方麵也（yě）大大地提高了,為（wéi）工藝操作人員提供（gòng）了更為準確（què）的（de）界（jiè）麵及儲（chǔ）罐內的液位。抗幹擾能力強,工藝操作人員操作方便同時能及時掌握儲罐內的具體情況。

3 結語

磁致伸（shēn）縮式變送器作（zuò）為一種新（xīn）興的測量儀表,具有精度高、穩定性和可靠性強（qiáng）等優點。可以適用於界麵液位測量,精確（què）定位（wèi）係統,以及智能機翼（yì）、機器人、自動化技術、燃油噴射技術、閥門、泵、波動采油等高技術領域有廣泛的應用前景。