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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。

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