工業(yè)硝酸銨溶液貯罐液位測量中對于液位計的選型分析(下）

　　 （續(xù)上篇）　
1.5磁致伸縮液位儀
　　磁致伸縮液位儀（見圖4)，是近十年來隨著單片機及復雜可編程邏輯器件技術發(fā)展而被**使用的一
種高精度液位測量儀表。其通過內部非接觸式的測控技術精確地檢測活動磁環(huán)的**位置來測量被檢測產品的實際位移值的，且作為確定位置的活動磁環(huán)和敏感元件并無直接接觸，因此可應用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油潰、溶液、塵?；蚱渌廴镜挠绊?。
　
　磁致伸縮式液位儀是利用磁致伸縮原理，通過兩個不同磁場相交產生一個應變脈沖信號來準確地測量位置的。測量元件是一根波導管，波導管內的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成。
　　測量過程是由測量頭中的脈沖發(fā)射電路不斷向波導管發(fā)射詢問電流脈沖，該電流產生周向磁場并沿波導管傳播，與磁浮子形成的軸向磁場相交時矢量疊加，形成螺旋磁場。在該磁場作用下，波導管發(fā)生磁致伸縮效應而產生波導扭曲，該應變波以超聲波速沿波導管向兩端傳播，當傳回測量頭一端時，基于逆磁致伸縮效應，通過回波接收線圈轉換為電脈沖。
　　由于電流以光速傳遞，從發(fā)射端到磁浮子之間電流傳遞時間可忽略不計，因此測出發(fā)射電脈沖與返回應變脈沖之間的時間間隔，即可得到浮子距檢測零點的距離fc，實現液位檢測。這個過程是連續(xù)不斷的，所以，每當磁浮子隨液位移動時，新的液位就被檢測出來，其液位計算方法如下：
　　h = Tv (2)
　　H 二 L-Tv (3)
　　式中，好為液位；L為罐高；r為時差；〃為應變波傳播速度。
　　缺點：磁浮子的活動阻力不應過大，因此不能測量高黏度液體和泥漿；天線浸在被測液體或其飽和汽體中工作，不適用于有壓、自聚、有毒、高黏度液體的測量。浮子沿著波導管外的護導管上下移動，有時會被卡住。
　　優(yōu)點：磁致伸縮式液位儀是通過移動磁性浮球的位置來測量的，而磁性浮球始終處于液面的**。因
此，在硝酸鞍溶液貯罐的液位測量中，即使硝酸銨溶液因未加熱保溫出現結晶，其液面位置仍正確可靠。因此，將磁致伸縮式液位儀應用于上杭分公司新建的硝酸銨溶液貯罐控制系統(tǒng)中。
　　
　　2液位測量儀的選用
　　通過對現有液位測量方法應用于硝酸銨溶液的測量中存在的優(yōu)勢及弊端來分析，發(fā)現磁致伸縮式液位儀具有較突出的優(yōu)勢，隔離了活動元件與測量元件，能適應惡劣的工作環(huán)境，在硝酸銨溶液It罐控制系統(tǒng)中可以正常使用，能夠滿足預期的測量效果。
　　2.1磁致伸縮式液位儀的選用
　　上杭新建硝酸銨溶液貯罐控制系統(tǒng)的基本情況為：貯存易結晶，易腐蝕的濃溶液，溶液溫度在110 ~130T，質量分數為91% ~93%。因此，在選用磁致伸縮式液位計時，除了需要考慮工作壓力、工作溫度、防爆、防腐等要求和所測量的液面變化范圍外，還要根據密度選擇合適的浮子規(guī)格、尺寸、材質。筆者選用了美國的MTS液位傳感器。
　　2.2磁致伸縮傳感器的安裝
　　使用的硝酸銨溶液C罐為直徑4m、高4m的不鋼銹貯罐，在頂部開口，以法蘭安裝MTS液位傳感器。其安裝示意圖如圖5所示。

　　硝酸銨溶液貯罐的液位信號加入了硝酸銨溶液應用控制系統(tǒng)中，給控制系統(tǒng)的分層保溫、液位顯示、余料監(jiān)測、生產投料提供了貯罐液位的數據。MTS液位傳感器自帶變送輸出，其與控制系統(tǒng)連接如圖6所示。
　　2.3磁致伸縮傳感器的調試、使用
　　MTS的磁致伸縮式液位儀為法蘭安裝，貯罐罐頂已留有預留孔。安裝時，調試過程簡單，只需通過調試測量頭上的智能型儀表，標定上、下限液位數據后即可。輸出的標準信號4 ~ 20mA通過隔離光柵直接與PLC的模數轉換模塊相連。
　　貯罐剛投入使用時，出現液位指示有時不變，經分析主要原因是浮子和測桿之間的間隙太小，硝酸銨溶液的密度較大，表面張力也較大，導致液面下降時浮子掛在桿子上。后與廠商聯系，通過更換較大內徑的磁性浮球后，此現象消除，測量要求得到了滿足。
　　經過近三個月的使用情況追蹤，確定貯罐液位精密計量的精確度可達1mm，并且輸出信號穩(wěn)定，無誤檢測情況，為JC罐控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了可靠的液位檢測。同時安裝簡單、可靠性離、無需日常維護。需特別注意的是，因工業(yè)炸藥用硝酸銨溶液的密度較大（1.42g/cm³),具有腐蝕性，因此選擇了特殊結構的界面浮子，以適用于硝酸銨溶液。
　　
　

　3結論
　　上杭乳化新線硝酸銨溶液C罐液位計的設計及實際運行結果表明：磁致伸縮式液位儀用于測量易結晶的硝酸銨溶液是成功的。磁致伸縮式液位儀有效地將敏感元件與惡劣的工作狀況相分隔，保證了液位測量的高精度、高可靠性，且具有穩(wěn)定性好、溫度漂移小等優(yōu)點。其在液位檢測技術中的優(yōu)勢，將促使它在化工應用行業(yè)中有著廣闊的應用前景。
　　
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