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    磁致伸縮液位傳感器和山猫直播相結合解決液位測量難題

    發表時間:2015-06-12   點擊次數:579 技術支持:1560-1403-222
    根據筆者了解, 工業領域目前對于濃酸、濃堿液罐內的液位檢測方法,主要使用超聲波液位檢測儀、山猫直播、接觸式防腐蝕液位等檢測儀表,2014年8 月, 通過參觀陽城電廠的液位儀表的使用情況, 對陽城電廠的酸堿罐液位檢測裝置有了深入的了解; 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。

    超聲波液位計屬于非接觸式測量方式,有著其本身的優點,超聲波液位計對酸堿液位信息通過線路傳輸計算機, 進行觀測。但是據該廠技術人員介紹,超聲波液位計有一個致命缺點, 便是安裝在罐頂部的超聲波探頭容易被酸霧或堿霧籠罩, 嚴重影響了測量準確度, 须要工作人員超聲波探頭進行清洗。無形中增补了使用的人力成本,降低了使用效率。山猫直播沒有數據的自動傳輸功能, 须要工作人員的觀察液位刻度。為了確保酸堿液位數據的可靠性, 該廠技術人員提出增补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, 作者使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, 并运用單片機和 GSM技術, 實現磁致伸縮液位信號的無線傳輸。完美的實現了液位數的測量與數據的傳輸。

    1 磁致伸縮液位傳感器和 山猫直播 的測量原理

    1.1 磁致伸縮液位傳感器的工作原理
    磁致伸縮線性液位傳感器, 采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」, 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酿成螺旋磁場, 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, 因而每當浮球「磁鐵」被移動時, 新的场所會被感測出來。

    1.2 磁翻板液位傳感器的工作原理

    磁浮式翻板液位計屬于浮力式液位計, 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, 兩面涂有不同的顏色。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知道液位的高低

    <a  data-cke-saved-href=https://www.koeyb.com/cizhishensuoyeweiji/ href=https://www.koeyb.com/cizhishensuoyeweiji/ target=_blank class=infotextkey>磁致伸縮液位計</a>原理
    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,采用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安置的鐵氧體磁鐵圓片, 其磁場見圖 3,強磁場场所在圓片大旨场所, 約 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, 磁環中心场所的磁場強,約 60 T。為把磁致伸縮桿上的磁環去掉, 选取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。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, 使用旁邊的刻度尺能够觀察罐中的液位變化。同時, 磁致伸縮桿因为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。

    磁場圖
    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, 由于舊式的 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, 本系統采取了基于單片機與 GSM「 移動短消息傳輸」的數據無線傳送方式。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地势發送到工作人員的手機上。
    一體化裝置圖

    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。表 1 中實際水位值是精度為 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。能够看出, 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。

    精度測量圖
    本文由潤中儀表科技有限公司整理發布。


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