磁翻板液位計原理以及現場應用

1.2 磁翻板液位計性能

磁翻板液位計應用于石化領域，作為非接觸式液位計，具有較大優勢。

a）可靠性強。無機械可動部分，故無摩擦、無磨損，核心元件與測量介質非接觸，使用壽命長。

b）精度高。分辨率高于0．01 ，相當于1 mm，計量精度高可達0．5 mm。

c）安全性好。磁致伸縮式液位計的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特別適合對液體化工原料和易燃液體的測量。

d）磁翻板液位計易于安裝、維護簡單、維護量少，有利于大幅降低維護成本。

e）可以遠程傳遞信號，輸出模擬量或數字量，帶HART協議和RS一485接口。

磁翻板液位計由磁性浮子驅動，可以連續測量介質液位和界位，變送器精度高，分辨率高，測量重復性好，可用做計量級的儀表，適宜于在一定的黏度、介電常數范圍內對潔凈介質的測量[2]，而對下列參數的變化不會產生漂移和誤差：介電常數變化、氣相組分變化、壓力變化。理論上，溫度變化產生的誤差很小，平均每變化10℃，輸出值變化小于2 mm。有隔爆型和本安型；防護性能可以做到IP67。

1.3磁翻板液位計基本參數

a）測量范圍：測量管是剛性桿時，測量范圍不大于6m；測量管是柔性桿時，測量值在3.5～20 mE。

b）下盲區：液位測量不大于60 mm；界位測量不大于15mm。

c）上盲區：液位測量不大于100 mm。

d）工作電壓：直流24V。

e）工作環境溫度：一50~125℃。

f）介質溫度：一2O0～4O0℃ 。

g）工作壓力：真空～16MPa。

2 磁翻板液位計安裝

實踐證明，設備頂部安裝法蘭，有利于安裝和維護。設備上裝法蘭，帶法蘭蓋，在法蘭蓋上開螺紋。安裝時，先卸下浮球和擋環，將液位計擰緊在法蘭蓋上，然后裝上浮球和擋環，再將液位計和法蘭蓋依次裝人容器L2。有時，也可以在罐側壁選擇法蘭安裝方式。

隔爆型儀表接線為典型的二線制，無需另接電源，本安型儀表接線在控制系統側加裝安全柵。

3 設計時的注意事項

3.1 影響儀表工作的干擾因素

干擾來自于靜電放電、射頻電磁場輻射、浪涌沖擊、工頻磁場等。介質溫度變化過大或在振動環境下使用，也會給磁翻板液位計的測量帶來干擾。

3.2 設計時的注意事項

a）由于測量原理等因素，當磁翻板液位計處于強磁場干擾環境下，會使浮子受的磁場力疊加導致消磁。因此，安裝時應遠離強電磁環境，如高壓電機、風機、離心機、攪拌器、變頻器、干燥床等，需要急停、啟動的地方，這些設備應做好接地屏蔽工作。

同時，磁翻板液位計的信號線應遠離高壓電源線，并使信號線屏蔽層處于良好接地狀態。

b）靜電放電會干擾磁翻板液位計的測量，使用時應使安裝有液位計的設備良好接地。

C）為了避免射頻電磁場輻射，需要在設計時考慮無線儀表發射源的位置，至少保證2 m以上的距離。

d）對于浪涌沖擊非可控的干擾，一般會在現場側加浪涌保護器、防雷擊、保護電路板。浪涌保護器中的抑制元件（壓敏電阻MOV）是采用損耗自身的方式對沖擊電流進行消解（發熱、融化），對抗大電流的沖擊。這樣就可以很好地保護磁翻板液位計的本體安全。

e）工頻磁場多數由工頻機泵產生，安裝磁翻板液位計時應盡量遠離工頻機泵。

f）如果介質溫度變化過大，磁翻板液位計不宜作為計量級的儀表使用。但是，只要滿足平均每變化10℃ ，輸出值變化小于2 mm的條件，介質溫度累計變化所產生的誤差一般在測量要求誤差范圍之內。

g）在振動環境使用時，也會影響精度，液位計安裝在非振動的工況條件下。

4 磁翻板液位計的應用

磁翻板液位計在石化行業主要應用于油罐液位和烷基鋁儲罐液位的測量，現已越來越多地應用于原油儲罐、成品油儲罐液位的測量|3]。

a）油品液位測量如果涉及貿易結算，就必須使用計量級的測量儀表。如果選擇在罐頂部開口安裝，磁板伸縮和伺服馬達液位計都可以達到測量要求，但伺服馬達液位計測量原理復雜、安裝繁瑣、價格昂貴、維護工作量大；而磁翻板液位計不僅能夠做到本安防爆、安裝方便、精度高、維護量少，性價比相對較高，很適合替代伺服馬達液位計用在油罐液位測量上。

b）在非計量級要求油罐液位測量上，磁翻板液位計和雷達液位計均可達到測量要求。但是雷達液位計會受介電常數的影響，烴類混合物介電常數通常較低，需要加裝導波管，因而應用范圍受限。而磁翻板液位計的惟一可動部件是浮子，維護量極少，節省人工，性價比高，很受用戶的歡迎。

C）以某聚丙烯裝置原料罐為例，如圖3所示。儲罐高18 m，介質為液化石油氣，易揮發，密度527.5 kg/m3，介電常數為1.6，設計溫度為5O℃ ，設計表壓為1.7 MPa，高介質溫度為35℃ ，工作表壓為900kPa，要求頂部法蘭安裝，測量精度±1 mm，測量范圍在O～18 m，4～2O mA 的輸出信號，防爆等級Ex dⅡBT4，防護等級IP65。在該工況下，傳統設計方案選擇雷達液位計（帶導波管）和伺服馬達液位計。由于液化石油氣具有揮發性，儲罐內存在揮發氣體，揮發氣體影響雷達回波的反射，用雷達液位計測量時，測量效果不理想；選用伺服馬達液位計測量精度高，測量效果好，但是因為機械部件很多，易出現磨損，維護工作量大；磁翻板液位計選型時，測量高度如果大于6m，測量管需要選柔性桿，柔性桿可測量的大高度為20 m，滿足測量范圍0～18 m要求，液位計精度高，測量效果好。這三類液位計的對比見表1所列，使用磁翻板液位計測量液化石油氣儲罐液位綜合成本低，效果好。