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    山猫直播磁性浮子液位示值的誤差理由分析及解決思绪

    發表時間：2020-03-08   點擊次數：430 技術支持：1560-1403-222
    山猫直播又被稱為磁性浮子液位計，這是一種在各類液位測量應用中很常見液位計，浮子式山猫直播的特點測量直接，反應速度快，讀數方便。在實際應用過程中，普遍存在液位測量結果與實際液位存在偏差的情況，發生這種情況的原因是什么，如何找到有效解決此類的問題的辦法，本文即是針對浮子式液位計測量結果偏大情況進行分析，探尋發生問題的原因，提出幫助維修人員解決偏差的辦法。
    　　1 問題簡述
    在AHP001BA中有兩個液位測量裝置，分別為AHP001MN和AHP001LN，其中AHP001MN為超聲波液位測量裝置，AHP001LN為就地顯示的山猫直播，兩個液位計測量同一液位。
    在工作過程中遇到了001LN測量的液位值比實際設定的液位值要高10cm，在測量通道中水溫會低于罐中的水溫，水溫下落會導致水的密度上升，水的密度上升會產生兩個相反的作用：
    ①測量通道中水位着落，001LN測量值偏低；
    ②001LN浮球有更多部分浮在水面上，造成測量值高。在本文中會對這一現象做出分析，并提出解決方案。


            2 原由剖析
    假設罐子的實際液位為h2，由于AHP001中為高溫高壓的水，在引出測量管線測液位的過程中，因为保溫套管或是其余方面的原因會变成001MN和001LN測量管中的水溫低于001BA中的水溫，由常識可知在壓力不變的情形下水的溫度反向作用于水的密度，在該問題中便是因为測量端的水溫下降，測量裝置中水的液位由設定值h2降低為h1。在問題分析中我們做出一個假設，那就是測量裝置001MN和001LN中的水溫是一樣的，這樣能够保證兩個裝置的水位。AHP001MN測量到的水位為h1，低于設定值，此時水位控制系統開始工作，測量裝置中的水位升迁到h2。
    水位進行調整時，測量裝置中的水位調整到了h2，此時001BA中的水位為h3。設備工作時，在001BA中的水位為几多是不可知的，我們只能假設AHP001MN測量設備格外進，它所測量的即為001BA中的實際液位，在測量通道的水位因为溫度下落而降低時，控制功效會增补001BA中的水，達001MN測量的水位為設定值。而AHP001LN和AHO001MN兩個測量管道中的水位是的，是以不管測量管道中的溫度下降到什么水平，能够會在短時間內測量通道的水位低于設定值，但經過調整會達到設定值的水位，因此測量通道的水位下落不會直接導致001LN液位測量值着落。
    當水溫着落，水的密度提高時會影響山猫直播浮球在水中的场所，進而影響測量的水位。液位計的浮球是由三節枵腹不銹鋼圓筒構成，其中上面一節圓筒中線位置含有磁性材料，它帶動外邊磁翻板動作，產生液位指示信號[1]。假設每個浮球的要旨部分近似為一段圓柱，浮球服从安裝对象豎直安顿時，h1為頂部浮球主题點，h2為液面對應高度，Δh為兩者高度，底部到h1高度對應浮球的體積為V1，液面高度所對應浮球的體積為V2，兩者的相對體積為ΔV，假設液面所對應的位置處于浮球圓柱部分，有以下公式：
    因为浮球是浮在液位中的，以是滿足阿基米德意思，即物體浸在液體中排開液體的重力等于物體浸在液體中受到的浮力，滿足公式
    當浮球在頂端中線相近浮動時，可浮球近似為一個圓柱體，以是由公式
    將公式進一步簡化，可得：
    在公式中，Δh為實際液位偏離浮球頂端中線的距離，m為浮球的重量，r為浮球的半徑，ρ為實際液體的密度。
    對以上參數進行測量，實際結果如下所示：
    在測量的過程中，因为工具所限，在質量測量上不妨會有的偏差，范圍在10g以內，我們以10g的偏差對的結果影響如下：
    當m=850g，ρ=860kg/m3，時，計算所得Δh=-1.8cm；當m=840g，ρ=860kg/m3時，計算所得Δh=-2.2cm，以是測量過程中浮球質量的精度對實際液位測量不會很大。
    由于本文將浮球近似為一個圓柱體，于是只有液面在浮球軸向范圍內灵验，本模型夠適用。
    為了求出密度變化的允許范圍，使用公式可得，當-≤Δh≤時，求得液體的密度取值范圍為710kg/m3≤ρ液≤944kg/m3。各個功能位置密度ρ與浮球高度Δh如表二所示，由公式可得液體密度與高度的關系，如圖一所示：
    橫坐標為液體的密度，縱坐標為浮球的高度，由圖可知，液體的密度大，山猫直播浮球在液面以上的部位越多，測量得到的液位值越大。
    　　3 原因小結
    ①001MN測量管道的溫度低于001LN測量管道溫度，這樣可能會使001MN處液位低于001LN處，形成山猫直播測量值高。
    ②001LN測量管道溫度低，液體密度升高，導致山猫直播測量值升高。
    既然測量到的山猫直播總是比設定值高，此時應采取有效措施將該液位計的示數降下來，在這里選用的是最簡單的方法——給浮球增加重量。
    可采取兩個不銹鋼316L圓餅，直徑3cm，高度1cm，密度8.03g/cm3每個圓餅重量55g，這個不銹鋼圓餅焊接在浮球的底部可能增加浮球的重量。
    假設液體的密度為860mg/m3，此時由公式可知高度Δh與浮球質量的關系如公式所示：
    由公式可知，在密度確定的情況下，浮球重量每添补55g，相對高度變化1.9cm，即觀測到的山猫直播指示值下落1.9cm，該情形下若是要排除10cm的測量需要掛上五個不銹鋼圓餅，但是由于原模型有-≤Δh≤的限制，為了保證精度，Δh的取值應小于4.7cm，液體的密度為860mg/m3，浮球默認高度為-1.8cm，于是總共有6.5cm的裕度，可能掛三個不銹鋼圓餅，測量指示值拉下來5.7cm。此時若掛上第四個不銹鋼圓餅，浮球的總質量達到1060g，而浮球的總體積為1280ml，在密度為860mg/m3的液體下，最大浮力為1100g，在該情形下浮球基本上絕大部分浸在液體內部，且液體的密度稍作改變，浮球有下沉的危險，不適合做液位指示，倘使在山猫直播浮球上加五個不銹鋼圓餅，浮球將直接沉入液體底部。
    　　4 解決方案
    可以在浮球底部焊接不銹鋼鐵餅，添补浮球重量，使浮球更多部分浸在液體中，從而降低山猫直播的指示值，但是不能過多地添加浮球的重量，因為有可以會酿成浮球的重力大于浮力而導致其沉入液底。

    上一條：電磁流量計應用于熱力站控制系統中狀況分析
    下一條：為什么說差壓變送器是超稠油液位如何選擇合適的測量儀表和方案

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