磁性翻柱液位計(jì)是一種浮球式金屬管現(xiàn)場(chǎng)指示液位計(jì)，該液位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是高密封、防泄漏且可在高溫、高壓、強(qiáng)腐性、高粘度條件下安 全可靠地測(cè)量液位，測(cè)量全過(guò)程無(wú)盲區(qū)，顯示醒目、讀數(shù)直現(xiàn)、測(cè)量范圍大。配上液位報(bào)警、控制開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)液位或界位的上、下限報(bào)警和控制，配上各種變送器可將液位或界位的信號(hào)轉(zhuǎn)換成4 -20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，并可疊加HART及FOXCOM等通信協(xié)議與FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)、指示、記錄與控制。
磁性翻柱液位計(jì)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域，特別是石油化工行業(yè)。目前磁性翻柱液位計(jì)的類(lèi)型已經(jīng)非常細(xì)化了，如普通型、中溫中壓型、高溫高壓型、低溫型、防腐型、極小密度液體型、食品衛(wèi)生型及各種專(zhuān)用型等，有的廠(chǎng)家甚至分到了35種型號(hào)，這充分說(shuō)明磁性翻柱液位計(jì)在選擇應(yīng)用中應(yīng)該仔細(xì)分析研究。任何儀表的選擇均應(yīng)考慮到實(shí)際工況條件，磁性翻柱液位計(jì)亦不例外，雖然磁性翻柱液位計(jì)結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，但若工況不適合則會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。比如液化氣、甲烷及乙烷等低 密度易氣化介質(zhì)的液位測(cè)量，液體硫磺的液位測(cè)量等。筆者就這些特殊場(chǎng)合磁性翻柱液位計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以便能更好地滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求。
1、磁性翻柱液位計(jì)簡(jiǎn)介
磁性翻柱液位計(jì)原理非常簡(jiǎn)單，是根據(jù)浮力原理和磁性藕合作用原理工作的。其關(guān)鍵部件是磁浮子、磁翻柱和磁翻柱部分的密封。磁浮子關(guān)系到能否做到高溫高壓和極小密度液體型的磁性翻柱液位計(jì);磁翻柱關(guān)系到跟隨速度是否流暢、翻轉(zhuǎn)是否正確以及能否保持長(zhǎng)期不掉色，特別是在室外光照時(shí)間較長(zhǎng)的場(chǎng)合，目前市場(chǎng)上的氧化鋁陶瓷燒結(jié)工藝生產(chǎn)出的磁翻柱是非常好的選擇;磁翻柱部分的密封是關(guān)系到能否保證翻柱正常使用的關(guān)鍵。
2、低 密度并容易氣化介質(zhì)的儀表選型
低 密度并容易氣化的介質(zhì)有:商品液化氣、甲烷及乙烷等。如果使用常規(guī)磁性翻柱液位計(jì)，當(dāng)氣溫高的時(shí)候，介質(zhì)汽化后產(chǎn)生大量氣泡，氣泡沖擊磁浮子上下跳動(dòng)，外面的磁翻柱跟隨速度不夠，就會(huì)導(dǎo)致磁翻柱有的翻轉(zhuǎn)有的不翻轉(zhuǎn)，這樣翻轉(zhuǎn)和不翻轉(zhuǎn)的磁翻柱間雜在一起就反應(yīng)不出液位的具體位置，同時(shí)磁浮子上下跳動(dòng)過(guò)快容易造成磁浮子和測(cè)量室的撞擊和摩擦，導(dǎo)致磁浮子易損壞或減少其使用壽命。
解決這個(gè)問(wèn)題直接的方法就是控制介質(zhì)的汽化程度，保證外面的高溫不能輻射到介質(zhì)當(dāng)中，因此有人采取了保溫瓶原理，就是在磁性翻柱液位計(jì)的測(cè)量室外面加真空夾套。這樣做是有一定的作用，但并不十分理想。目前有一種液化氣專(zhuān)用型磁性翻柱液位計(jì)，其原理是采用式結(jié)構(gòu)，將液位計(jì)主 導(dǎo)管內(nèi)腔分為汽化室和測(cè)量室，當(dāng)液位計(jì)內(nèi)介質(zhì)受溫度影響，內(nèi)部汽化而產(chǎn)生氣泡時(shí)，氣泡會(huì)順著汽化室往上冒，而不會(huì)進(jìn)人測(cè)量室影響磁浮子工作。由于介質(zhì)汽化的氣泡在上升過(guò)程中如果可以排出就不會(huì)去硬頂著磁浮子，而這種結(jié)構(gòu)給介質(zhì)汽化后產(chǎn)生的氣泡留有排出的空間，使得磁性翻柱液位計(jì)在介質(zhì)大量汽化時(shí)也能正常工作。
3、磁性翻柱液位計(jì)在液體硫磺測(cè)A的應(yīng)用
液體硫磺的液位測(cè)量一直是化工行業(yè)的難點(diǎn)，因?yàn)橐后w硫磺在低于100℃時(shí)就會(huì)結(jié)晶，變成固態(tài)。因此選擇儀表須***要保證液體硫磺的溫度，防止其固化?，F(xiàn)在市場(chǎng)上測(cè)液體硫磺的有液體硫磺專(zhuān)用型磁性翻柱液位計(jì)，做法是:首先，在測(cè)量室外加高溫蒸汽夾套，通高溫蒸汽對(duì)介質(zhì)進(jìn)行加溫;其次，為了確保介質(zhì)液化，在高溫夾套外面再加真空夾套，使高溫蒸汽的熱 能不衰減，讓介質(zhì)恒定在液化溫度范圍內(nèi)。通過(guò)以上工藝加工后的磁性翻柱液位計(jì)便可順利地進(jìn)行液體硫磺的液位測(cè)量了。
液體硫磺上、下限報(bào) 警與其他磁性翻柱液位計(jì)相同，但通過(guò)液體硫磺專(zhuān)用型磁性翻柱液位計(jì)配上其他的二次液位儀表將液位轉(zhuǎn)換成420mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，并可疊加HART及FOX-coM等通信協(xié)議和FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)、指示、記錄和控制。這里除傳統(tǒng)使用的干簧管遠(yuǎn)傳外，推薦使用磁致伸縮液位變送器。解決方案為:將磁性翻柱液位計(jì)的浮子當(dāng)作磁致伸縮的浮子，除有驅(qū)動(dòng)磁翻柱的功能外，還有充當(dāng)磁致伸浮子，除有驅(qū)動(dòng)磁翻柱的功能外，還有充當(dāng)磁致伸縮的浮子功能。將磁致伸縮的波導(dǎo)管綁在磁性翻柱液位計(jì)測(cè)量室的外面，磁浮子在驅(qū)動(dòng)磁翻柱的同時(shí)也將產(chǎn)生波導(dǎo)扭曲脈沖，這樣磁致伸縮液位計(jì)也將正常工作了。這樣做磁致伸縮是不直接和工藝介質(zhì)接觸的，因此在溫度、壓力及過(guò)程連接等方面都不用考慮。
4、磁敏LED雙色光柱液位計(jì)的應(yīng)用
磁敏LED雙色光柱液位計(jì)非常適合煙塵環(huán)境較大、含有微細(xì)鐵屑的鋼鐵及化工等行業(yè)，該液位計(jì)的翻柱采用半導(dǎo)體LED發(fā)光器件，具有亮度高、紅/綠雙色顯示，可視距離更遠(yuǎn)、標(biāo)尺刻度更加清晰及顯示范圍更寬等優(yōu)點(diǎn)，其白天觀測(cè)距離為60m，夜間觀測(cè)距離可達(dá)200m以上。
在含有大量微細(xì)鐵屑的企業(yè)，如果采用傳統(tǒng)的磁性翻柱液位計(jì)，由于磁吸附作用，微細(xì)鐵屑會(huì)把磁翻柱的紅、綠顏色覆蓋，無(wú)法觀察到液位。而磁敏LED雙色光柱液位計(jì)能有 效解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榇琶鬖ED的翻柱沒(méi)有磁性傳導(dǎo)。該種液位計(jì)非常適合應(yīng)用于光線(xiàn)較暗和難以近距離觀察液位的場(chǎng)合，液綠、氣紅，一目了然。
5、磁性翻柱液位計(jì)配合其他變送器的應(yīng)用
由于磁性翻柱液位計(jì)在石油化工等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其諸多優(yōu)點(diǎn)一直被廣泛認(rèn)可，因此現(xiàn)在關(guān)鍵場(chǎng)合將一些磁性翻柱液位計(jì)和其他變送器結(jié)合起來(lái)使用，采用雙系統(tǒng)進(jìn)行控制，以確保設(shè)備的使用安 全。下面就一些常規(guī)雙系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行論述。
電浮筒&磁翻柱雙系統(tǒng)液位計(jì)。該種雙系統(tǒng)液位計(jì)的組合構(gòu)成是采用雙腔雙系統(tǒng)液位測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)液位(界位)指示測(cè)量和浮筒遠(yuǎn)傳變送，相互***立，適合用于高溫、高壓、小量程以及關(guān)鍵工藝液位控制和聯(lián)鎖的場(chǎng)合，具有性?xún)r(jià)比高、測(cè)量精度高、可靠性高及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。該雙系統(tǒng)不適合用于量程較大的工況，比如量程大于3m以上的場(chǎng)合。因?yàn)殡p系統(tǒng)導(dǎo)致儀表本身的重量過(guò)大，這樣過(guò)程連接法蘭長(zhǎng)期受重后易損壞，因此需要加支撐。同時(shí)浮筒變送器***大量程能做到5m(根據(jù)介質(zhì)密度而定)，所以超過(guò)這個(gè)極限就無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種雙系統(tǒng)的液位測(cè)量。
導(dǎo)波雷達(dá)&磁翻柱雙系統(tǒng)液位計(jì)。該種雙系統(tǒng)液位計(jì)的組合構(gòu)成是采用雙腔(也可采用復(fù)合腔)雙系統(tǒng)液位側(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)液位指示測(cè)量和導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)遠(yuǎn)傳變送，相互***立，適合于高溫、低溫、超低溫、高壓及大量程等液位現(xiàn)場(chǎng)指示和DCS系統(tǒng)聯(lián)鎖的場(chǎng)合。因?yàn)閷?dǎo)波雷達(dá)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)波桿傳播而非空氣傳送，因此輸出穩(wěn)定、精度高。導(dǎo)波桿上的凝結(jié)水不會(huì)影響測(cè)量性能，測(cè)量不受介質(zhì)密度、沸騰、波動(dòng)、湍流甚至是攪拌機(jī)葉片等狀態(tài)影響，測(cè)量數(shù)據(jù)與過(guò)程溫度、過(guò)程壓力、介質(zhì)密度的變化無(wú)關(guān)，可快速跟蹤液面。
磁致伸縮&磁翻柱雙系統(tǒng)液位計(jì)。該種雙系統(tǒng)的組合構(gòu)成更加方便實(shí)用，在測(cè)量液體硫磺方面已經(jīng)就這種方法有了簡(jiǎn)單的論述，該種雙系統(tǒng)的量程可做得更大，適用面更寬。
6、結(jié)束語(yǔ)
磁性翻柱液位計(jì)已經(jīng)是被廣泛使用和廣泛認(rèn)可的液位測(cè)量?jī)x表，除文中所述幾種雙系統(tǒng)液位計(jì)外，它還可以和雙法蘭液位變送器和各種測(cè)量差壓和壓力的液位變送器組合應(yīng)用到各種場(chǎng)合。
