磁性翻柱液位計的選型與應(yīng)用分析

磁性翻柱液位計是一種浮球式金屬管現(xiàn)場指示液位計， 該液位計的優(yōu)點是高密封、防泄漏且可在高溫、高壓、強腐蝕、高粘庋條件下安全可靠地測量液位， 測量全過程無盲區(qū)， 顯示醒目、讀數(shù)直現(xiàn)、測量范圍大。配上液位報警、控制開關(guān)可實現(xiàn)液位或界位的上、下限報警和控制， 配上各種變送器可將液位或界位的信號轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出， 并可疊加HART及FOXCOM等通信協(xié)議與現(xiàn)場總線實現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測、指示、記錄與控制。

磁性翻柱液位計已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域， 特別是石油化工行業(yè)。目前磁性翻柱液位計的類型已經(jīng)非常細(xì)化了， 如普通型、中溫中壓型、高溫高壓型、低溫型、防腐型、極小密度液體型、食品衛(wèi)生型及各種專用型等， 有的廠家甚至分到了35種型號這充分說明磁性翻柱液位計在選擇應(yīng)用中應(yīng)該仔細(xì)分析研究。任何儀表的選擇均應(yīng)考慮到實際工況條件磁性翻柱液位計亦不例外， 雖然磁性翻柱液位計結(jié)構(gòu)原理簡單， 但若工況不適合則會出現(xiàn)問題。比如液化氣、甲烷及乙烷等低密度易氣化介質(zhì)的液位測量液體硫磺的液位測量等。筆者就這些特殊場合磁性翻柱液位計的應(yīng)用進行分析， 以便能更好地滿足生產(chǎn)工藝的要求。

1、磁性翻柱液位計簡介

磁性翻柱液位計原理非常簡單是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。其關(guān)鍵部件是磁浮子、磁翻柱和磁翻柱部分的密封。磁浮子關(guān)系到能否做到高溫高壓和極小密度液體型的磁性翻柱液位計; 磁翻柱關(guān)系到跟隨速度是否流暢、翻轉(zhuǎn)是否正確以及能否保持長期不掉色， 特別是在室外光照時間較長的場合， 目前市場上的精密氧化鋁陶瓷燒結(jié)工藝生產(chǎn)出的磁翻柱是非常好的選擇; 磁翻柱部分的密封是關(guān)系到能否保證翻柱正常使用的關(guān)鍵。

2、低密度并容易氣化介質(zhì)的儀表選型

低密度并容易氣化的介質(zhì)有： 商品液化氣、甲烷及乙烷等。如果使用常規(guī)磁性翻柱液位計， 當(dāng)氣溫高的時候介質(zhì)汽化后產(chǎn)生大量氣泡氣泡沖擊磁浮子上下跳動， 外面的磁翻柱跟隨速度不夠，就會導(dǎo)致磁翻柱有的翻轉(zhuǎn)有的不翻轉(zhuǎn)， 這樣翻轉(zhuǎn)和不翻轉(zhuǎn)的磁翻柱間雜在一起就反應(yīng)不出液位的具體位置， 同時磁浮子上下跳動過快容易造成磁浮子和測量室的撞擊和摩擦， 導(dǎo)致磁浮子易損壞或減少其使用壽命。

解決這個問題超直接的方法就是控制介質(zhì)的汽化程度保證外面的高溫不能輻射到介質(zhì)當(dāng)中，因此有人采取了保溫瓶原理， 就是在三暢磁性翻柱液位計的測量室外面加真空夾套。這樣做是有一定的作用但并不十分理想。目前有一種液化氣專用型磁性翻柱液位計其原理是采用雙管式結(jié)構(gòu)，將液位計主導(dǎo)管內(nèi)腔分為汽化室和測量室， 當(dāng)液位計內(nèi)介質(zhì)受溫度影響， 內(nèi)部汽化而產(chǎn)生氣泡時，氣泡會順著汽化室往上冒， 而不會進人測量室影響磁浮子工作。由于介質(zhì)汽化的氣泡在上升過程中如果可以排出就不會去硬頂著磁浮子， 而這種結(jié)構(gòu)給介質(zhì)汽化后產(chǎn)生的氣泡留有排出的空間，使得磁性翻柱液位計在介質(zhì)大量汽化時也能正常工作。

3、磁性翻柱液位計在液體硫磺測量的應(yīng)用

液體硫磺的液位測量一直是化工行業(yè)的難點， 因為液體硫磺在低于100°C時就會結(jié)晶， 變成固態(tài)。因此選擇儀表必須要保證液體硫磺的溫度， 防止其固化。現(xiàn)在市場上測液體硫磺的有液體硫磺專用型磁性翻柱液位計， 做法是： 首先在測量室外加高溫蒸汽夾套， 通高溫蒸汽對介質(zhì)進行加溫; 其次為了確保介質(zhì)液化在高溫夾套外面再加真空夾套使高溫蒸汽的熱能不衰減， 讓介質(zhì)恒定在液化溫度范圍內(nèi)。通過以上工藝加工后的三暢磁性翻柱液位計便可順利地進行液體硫磺的液位測量了。

液體硫磺上、下限報警與其他磁性翻柱液位計相同， 但通過液體硫磺專用型磁性翻柱液位計配上其他的二次液位儀表將液位轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，并可疊加HART及FOX-COM等通訊協(xié)議和FF現(xiàn)場總線以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測、指示、記錄和控制。這里除傳統(tǒng)使用的干簧管遠(yuǎn)傳外推薦使用磁致伸縮液位變送器。解決方案為將三暢磁性翻柱液位計的浮子當(dāng)作磁致伸縮的浮子， 除有驅(qū)動磁翻柱的功能外， 還有充當(dāng)磁致伸縮的浮子功能。將磁致伸縮的波導(dǎo)管綁在磁性翻柱液位計測量室的外面， 磁浮子在驅(qū)動磁翻柱的同時也將產(chǎn)生波導(dǎo)扭曲脈沖， 這樣磁致伸縮液位計也將正常工作了。這樣做磁致伸縮是不直接和工藝介質(zhì)接觸的， 因此在溫度、壓力及過程連接等方面都不用考慮。

4、磁敏LED雙色光柱液位計的應(yīng)用

LED磁敏雙色光柱液位計非常適合煙塵環(huán)境較大、含有微細(xì)鐵屑的鋼鐵及化工等行業(yè)， 該液位計的翻柱采用半導(dǎo)體LED發(fā)光器件， 具有亮度高、紅綠雙色顯示可視距離更遠(yuǎn)、標(biāo)尺刻度更加清晰及顯示范圍更寬等優(yōu)點， 其白天觀測距離為60m，夜間觀測距離可達200m以上。

在含有大量微細(xì)鐵屑的企業(yè)， 如果采用傳統(tǒng)的磁性翻柱液位計， 由于磁吸附作用微細(xì)鐵屑會把磁翻柱的紅、綠顏色覆蓋， 無法觀察到液位。而磁敏LED雙色光柱液位計能有效解決這個問題，因為磁敏LED的翻柱沒有磁性傳導(dǎo)。該種液位計非常適合應(yīng)用于光線較暗和難以近距離觀察液位的場合液綠、氣紅，一目了然。

5、磁性翻柱液位計配合其他變送器的應(yīng)用

由于磁性翻柱液位計在石油化工等行業(yè)的廣泛應(yīng)用其諸多優(yōu)點一直被廣泛認(rèn)可， 因此現(xiàn)在關(guān)鍵場合將一些三暢磁性翻柱液位計和其他變送器結(jié)合起來使用， 采用雙系統(tǒng)進行控制， 以確保設(shè)備的使用安全。下面就一些常規(guī)雙系統(tǒng)應(yīng)用進行論述。電浮筒&磁翻柱雙系統(tǒng)液位計。該種雙系統(tǒng)液位計的組合構(gòu)成是采用雙腔雙系統(tǒng)液位測量，現(xiàn)場液位( 界位) 指示測量和浮筒遠(yuǎn)傳變送， 相互獨立， 適合用于高溫、髙壓、小量程以及關(guān)鍵工藝液位控制和聯(lián)鎖的場合具有性價比高、測量精度高、可靠性高及使用壽命長等優(yōu)點。該雙系統(tǒng)不適合用于量程較大的工況， 比如量程大于3m以上的場合。因為雙系統(tǒng)導(dǎo)致儀表本身的重量過大這樣過程連接法蘭長期受重后易損壞， 因此需要加支撐。同時浮筒變送器超大量程能做到根據(jù)介質(zhì)密度而定) ， 所以超過這個極限就無法實現(xiàn)這種雙系統(tǒng)的液位測量。

導(dǎo)波雷達&磁翻柱雙系統(tǒng)液位計。該種雙系統(tǒng)液位計的組合構(gòu)成是采用雙腔( 也可采用復(fù)合腔) 雙系統(tǒng)液位測量， 現(xiàn)場液位指示測量和導(dǎo)波雷達液位計遠(yuǎn)傳變送相互獨立， 適合于高溫、低溫、超低溫、高壓及大量程等液位現(xiàn)場指示和DCS系統(tǒng)聯(lián)鎖的場合。因為導(dǎo)波雷達信號通過導(dǎo)波桿傳播而非空氣傳送， 因此輸出穩(wěn)定、精度高。導(dǎo)波桿上的凝結(jié)水不會影響測量性能， 測量不受介質(zhì)密度、沸騰、波動、湍流甚至是攪拌機葉片等狀態(tài)影響， 測量數(shù)據(jù)與過程溫度、過程壓力、介質(zhì)密度的變化無關(guān)可快速跟蹤液面。

磁致伸縮&磁翻柱雙系統(tǒng)液位計。該種雙系統(tǒng)的組合構(gòu)成更加方便實用， 在測量液體硫磺方面已經(jīng)就這種方法有了簡單的論述該種雙系統(tǒng)的量程可做得更大適用面更寬。

6、結(jié)束語

磁性翻柱液位計巳經(jīng)是被廣泛使用和廣泛認(rèn)可的液位測量儀表， 除文中所述幾種雙系統(tǒng)液位計外它還可以和雙法蘭液位變送器和各種測量差壓和壓力的液位變送器組合應(yīng)用到各種場合。