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    磁致伸縮-山猫直播一體檢測化裝置在強酸強堿罐中應用的考究

    發表時間:2017-07-17   點擊次數:627 技術支撑:1560-1403-222
        序言:
    目前, 工業用濃酸、濃堿液罐內的液位檢測机谋,主要有超聲波液位檢測儀、山猫直播、接觸式防腐蝕液位檢測裝置等。本文所介紹的這種測量方式,是基于磁致伸縮液位傳感器和山猫直播檢測裝置的工作真理, 磁致伸縮傳感器和山猫直播組合,通過實驗將磁致伸縮和磁翻板裝置共用一個磁浮子, 并結合單片機緩和GSM技術實現了磁致伸縮- 磁翻板一體化液位檢測裝置對強酸、強堿罐酸堿液位的非接觸式測量。該方式可以將兩種液位儀表的測量優點相結合,發揮兩種液位計的佳測量成就。

    2007 年05 月, 作者參觀了某大型電廠, 對該電廠的酸堿罐液位檢測裝置進行了考察; 該廠現有大小20 余個酸堿罐中酸堿液位的檢測, 大都采用超聲波液位計與山猫直播相結合的方式。超聲波液位計對酸堿液位信息通過線路傳輸到計算機, 進行實時觀測。但據該廠技術人員介紹,超聲波液位計有一個致命缺點, 就是安裝在罐頂部的超聲波探頭很容易被酸霧或堿霧籠罩, 嚴重影響了測量準確度, 需要工作人員定時對超聲波探頭進行清洗。山猫直播沒有數據的自動傳輸功能, 需要工作人員定時地去觀察液位刻度。為了確保酸堿液位數據的可靠性, 該廠技術人員提出增加一套液位檢測裝置的要求, 并能實現數據的自動化遠程傳輸。為此, 作者利用磁致伸縮傳感器和磁翻板相結合的辦法, 以求實現酸堿液位的非接觸式測量, 并利用單片機和GSM技術, 實現磁致伸縮液位信號的無線傳輸。

    1 磁致伸縮液位傳感器和山猫直播的測量真理
    1.1 磁致伸縮液位傳感器的工作真理
    磁致伸縮線性液位傳感器, 选取不導磁的不銹鋼管「測桿」、磁致伸縮線「波導線」、可隨液面或界面移動的浮球「內含磁環」、電子部件等組成「 見圖1」 ,
    山猫直播

    其工作原理是: 脈沖發生器產生電流脈沖, 經電子部件可轉換成沿波導線「Waveguide」傳播的波導脈沖「 起始脈沖」 ; 其磁場與浮球內的磁環磁場矢量相加变成螺旋磁場, 產生瞬時扭力, 使波導線扭動并產生應力脈沖「Strainpulse」。這個脈沖以固定的速度沿波導線傳回, 在電子部件的感應線圈兩端產生感應電流脈沖「 終止脈沖」 。通過測量起始脈沖與止脈沖之間的時間周期, 并乘以這個速率, 精確的確定被測對象的位移或液位。整個測量過程是連續不斷的, 于是每當浮球「磁鐵」被移動時, 新的处所會被感測出來。
    1.2 磁翻板液位傳感器的工作原理
    山猫直播屬于浮力式液位計, 浮子是磁性的, 浮子隨液位的變化而上升或下降, 見圖2。
    安裝在浮子旁的翻板是薄導磁金屬片「 有的是圓柱的」 制成的, 兩面涂有差别的顏色。磁性浮子升降時帶動翻板繞軸翻轉, 浮子以上的翻板是一種顏色「 如白色」 , 浮子以下的翻板為另一種顏色「 如紅色」 , 通過觀察外面的顏色可理解液位的坎坷[3]。
    2 磁致伸縮- 磁組合一體化翻板液位測量裝置的設計
    2.1 磁致伸縮- 磁翻板共用磁浮子的實驗
    為了避免磁致伸縮液位傳感器與強酸強堿的接觸, 我們把磁致伸縮傳感器與山猫直播相結合,选拔山猫直播和磁致伸縮傳感器共用一個磁浮子的設計思路。我們把磁翻板中的磁浮子和磁致伸縮桿上的磁環磁場進行了測量。磁翻板中的磁浮子用的是一個水平放置的鐵氧體磁鐵圓片, 其磁場見圖3,
    山猫直播
    強磁場场所在圓片大旨地点, 150 T; 緊繞圓片周邊的磁場強度80 T, 沿徑向磁場減小。磁致伸縮傳感器的感應桿上一般設置浮動鐵氧體磁環作為磁浮子, 其磁場見圖4, 磁環中心地方的磁場強,60 T。
    為把磁致伸縮桿上的磁環去掉, 选择磁翻板的磁浮子周邊磁場來代替磁環的磁場; 即把磁致伸縮桿垂直豎立在磁翻板旁邊, 造成磁致伸縮- 磁翻板一體化液位測量裝置, 其實驗裝置圖見圖5。

    山猫直播
    當磁翻板的液體管中的液面上下變化時, 磁浮子上下浮動, 磁翻板的小圓柱狀磁棍翻轉, 顏色發生變化, 利用旁邊的刻度尺可能觀察罐中的液位變化。同時, 磁致伸縮桿也由于磁浮子的上下浮動而產生脈沖信號, 感應為位移的變化, 從而檢測了管中液面的變化。
    2.2 磁致伸縮- 磁翻板組合檢測裝置的強酸強堿罐液位檢測系統
    如圖6 所示, 因为舊式的山猫直播沒有數據自動記錄和存儲功能, 我們把磁致伸縮桿安裝在磁翻板旁邊地点即可進行液位測量。把磁致伸縮產生的標準液位信號通過單片機進行測量, 存儲。并設定為實時測量模式, 測量頻率可根據現場必要設定為每分鐘1 次。為了實現工作人員了解液位情況, 并減少線路布線, 本系統选拔了基于單片機與GSM「 移動短消息傳輸」 的數據無線傳送方式[4]。工作時, 工作人員的手機號碼被設定為GSM短消息傳輸號, 工作人員需向GSM發送調用指令, GSM可把液位數據以短消息的形式發送到工作人員的手機上。

    3 實驗與結論
    我們把圖5 所示的一體化檢測裝置進行了水位檢測實驗, 其檢測結果與實際水位值見表1。
    山猫直播
    表1 中水位值是精度為1 mm 的直尺測量值, 磁致伸縮傳感器測量值是通過單片機測控儀讀取的數值, 磁翻板測量值是通過對液位柱顯示的值人工讀取的。可以看出, 磁致伸縮傳感器的液位讀取精度在1%, 且準確度高; 磁翻板的測量精度為1 cm, 但測量結果與實際值吻合。我們通過單片機控制把磁致伸縮傳感器測量值進行無線遠傳, 實現了酸堿罐液位的實時監測。因而, 磁致伸縮- 磁翻板一體化組合裝置對酸堿罐液位的檢測是可行的。

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