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消防水箱液位計(jì)使用現(xiàn)狀分析及改造方案與原理
一、液位計(jì)儀表使用現(xiàn)狀分析
1.1消防水箱液位計(jì)
1.1.1消防水箱液位計(jì)工作原理
消防水箱液位計(jì)（也可稱為磁性浮子液位計(jì)）根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。
1.1.2現(xiàn)場(chǎng)儀表存在的問(wèn)題
消防水箱液位計(jì)內(nèi)部的永久磁鋼在本體管中隨著液位的波動(dòng)而垂直升降，這就要求磁性浮子液位計(jì)安裝必須垂直，消除永久磁鋼與本體管壁的摩擦，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)罐體內(nèi)液位的實(shí)時(shí)顯示。
1.2磁致伸縮液位計(jì)
1.2.1磁致伸縮液位計(jì)工作原理
磁致伸縮液位計(jì)由三部分組成：探測(cè)桿、電路單元和浮子組成。液位計(jì)的傳感器工作時(shí)時(shí)，傳感器的電路部分將在波導(dǎo)絲上激勵(lì)出脈沖電流，該脈沖沿著導(dǎo)波管向下傳輸，并產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁場(chǎng)。在磁致伸縮液位計(jì)的傳感器測(cè)桿外配有一浮子，此浮子可以沿測(cè)桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。由于浮子內(nèi)裝有一組永磁鐵，所以浮子同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。當(dāng)脈沖電流磁場(chǎng)與浮子產(chǎn)生的磁環(huán)磁場(chǎng)相遇時(shí)，浮子周圍的磁場(chǎng)發(fā)生改變從而使得由磁致伸縮材料做成的波導(dǎo)絲在浮子所在的位置產(chǎn)生一個(gè)“扭曲”脈沖，或稱“返回”脈沖。將“返回”脈沖與電流脈沖的時(shí)間差轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，通過(guò)測(cè)量可以精確地確定浮子所在的位置，即液面的位置。
1.2.2現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題
由于磁致伸縮液位計(jì)的安裝是法蘭直接與罐體連接，且其傳感器為內(nèi)置安裝，導(dǎo)波管直接伸入罐體與介質(zhì)直接接觸，在使用過(guò)程中，如果介質(zhì)中有的鐵削等雜質(zhì)存在時(shí)，會(huì)被吸附到擁有永久磁鐵的浮子縫隙中，當(dāng)液位波動(dòng)時(shí)，雜質(zhì)的存在會(huì)增大浮子與導(dǎo)波管的摩擦力，浮子容易卡死在某個(gè)位置，使得測(cè)量出現(xiàn)故障出現(xiàn)死值；或者液位計(jì)傳感器故障（波導(dǎo)管底部松動(dòng)等）出現(xiàn)無(wú)法輸出或輸出錯(cuò)誤等問(wèn)題；由于無(wú)法查看浮子狀態(tài)，導(dǎo)致其維護(hù)起來(lái)相當(dāng)麻煩，特別是罐體在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障，則維護(hù)、更換起來(lái)就只能依靠泄壓吹掃后才可以進(jìn)行。
二、改造方案及原理
2.1改造方案
由于本體安裝傾斜，消防水箱液位計(jì)的浮子越長(zhǎng)，導(dǎo)致其與本體管壁的摩擦力越大，就越容易發(fā)生卡死的情況，所以則需要通過(guò)選擇比重相同，管徑略小、長(zhǎng)度略短的磁性浮子，降低其與本體管壁的摩擦，對(duì)磁性浮子液位計(jì)的垂直度進(jìn)行矯正，從而降低現(xiàn)場(chǎng)顯示的故障率。
2.2方案原理
現(xiàn)場(chǎng)儀表：采用外加干簧管液位傳感器，其工作原理是以主體內(nèi)的磁浮子隨液位的升降而同時(shí)吸合傳感器內(nèi)相應(yīng)位置上的干簧管。從而使傳感器內(nèi)的總電阻（或電壓）發(fā)生相應(yīng)的變化，然后通過(guò)變送器將電阻（或電壓）的變化轉(zhuǎn)換成4～20mA·DC的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出。DCS系統(tǒng)：由于球罐測(cè)量液位有10余米高，磁翻板采用了分段測(cè)量的方法，外接變送器需要兩塊單簧管液位變送器，為了實(shí)現(xiàn)DCS的精確顯示，還需在系統(tǒng)中組態(tài)加法器，其計(jì)算方法如下：
假設(shè)測(cè)量罐體高1 0 m，分兩段測(cè)量，下段測(cè)量為0~5m，上段測(cè)量為5~10m，由于變送器輸出信號(hào)都在4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，下段變送器信號(hào)為S1，上段信號(hào)為S2，則其實(shí)際液位為：L =[(S 1-4)/16]*5+[(S 2-4)/16]*5
2.3方案特點(diǎn)
（1）探頭外置，不開孔，不動(dòng)火，無(wú)需停產(chǎn)，罐外連續(xù)精確測(cè)量，屬完全非接觸測(cè)量，容器內(nèi)壓力無(wú)限制，安裝簡(jiǎn)便。
（2）耐用可靠,儀器無(wú)任何機(jī)械可動(dòng)部件，壽命長(zhǎng)。不會(huì)磨損或腐蝕，十分耐用可靠,維護(hù)工作量很小 ,無(wú)腐蝕、無(wú)污染。
（3）適用面很廣，可用于有劇毒、強(qiáng)腐蝕性的、高壓力的、各種復(fù)雜工況、以及爆炸性氣體環(huán)境下的各種液體介質(zhì)測(cè)量。
三、本文總結(jié)
通過(guò)對(duì)聚丙烯車間丙烯球罐中安裝消防水箱液位計(jì)和磁致伸縮液位傳感器的一系列的技術(shù)改造，在不影響裝置生產(chǎn)，不影響全廠生產(chǎn)效益的情況下，達(dá)到了丙烯球罐液面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減少了人為的誤判，提高了儀表的使用率和準(zhǔn)確率，不僅有效地節(jié)約了成本，也對(duì)于確保生產(chǎn)裝置安全平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行具有重要的意義。
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