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    新聞資訊

    磁翻板液位計測量結果與實際液位為什么存在偏

    時間:2020-03-30

    磁翻板液位計儀表反應速度快,讀數直觀方便。該儀表的事情方式基于浮力與磁耦合原理,由于在測量中存在種種影響其物理量的情況,因此普遍存在液位測量結果與實際液位存在偏差的發生,根據企業在生產中出現的磁翻板液位計測量結果偏差較大的情況予以分析,以期解決此類問題。
     
     
     
    一、問題背景 在AHP(高壓加熱器)001BA(用001BA指代實際的罐)中有兩個液位測量裝置,分別為AHP001MN和AHP001LN(用001MN和001LN指代實際的測量裝置),其中AHP001MN為超聲波液位測量裝置,AHP001LN為當場顯示的磁翻板液位計,兩個液位計測量同一液位。
     
     
     
    在事情過程中遇到了001LN測量的液位值比實際設定的液位值要高10cm,在測量通道中水溫會低于罐中的水溫,水溫下降會導致水的密度上升,水的密度上升會產生兩個相反的作用:①測量通道中水位下降,001LN測量值偏低;②001LN浮球有更多片面浮在水面上,造成測量值偏高。在本文中會對這一現象做出分析,并提出解決方案。
     
    側裝、頂裝 磁翻板液位計布局安裝表示
     
     
     
    二、 原因分析 假設罐子的實際液位為h2,由于AHP001中為高溫高壓的水,在引出測量管線測液位的過程中,由于保溫套管或是其它方面的原因會造成001MN和001LN測量管中的水溫低于001BA中的水溫,由常識可知在壓力不變的情形下水的溫度反向作用于水的密度,在該問題中即是由于測量端的水溫下降,測量裝置中水的液位由設定值h2降低為h1。在問題分析中我們必須做出一個假設,那即是測量裝置001MN和001LN中的水溫是一樣的,這樣可以保證兩個裝置的水位一致。AHP001MN測量到的水位為h1,低于設定值,此時水位控制系統開始事情,將測量裝置中的水位提升到h2。
     
     
     
    水位進行調整時,將測量裝置中的水位調整到了h2,此時實際001BA中的水位為h3。裝備正常事情時,在001BA中的水位究竟為多少是不可知的,我們只能假設AHP001MN測量裝備非常先進,它所測量的即為001BA中的實際液位,在測量通道的水位由于溫度下降而降低時,控制作用會增加001BA中的水,直達001MN測量的水位為設定值。而AHP001LN和AHO001MN兩個測量管道中的水位是一致的,因此不管測量管道中的溫度下降到什么程度,可能會在短時間內測量通道的水位低于設定值,但經過調整都會達到設定值的水位,因此測量通道的水位下降不會直接導致001LN液位測量值下降。
     
     
     
    當水溫下降,水的密度進步時會影響浮球在水中的位置,進而影響到測量的水位。磁翻板液位計的浮球是由三節空心不銹鋼圓筒組成,其中非常上面一節圓筒中線位置含有磁性材料,它帶動外邊磁翻板動作,產生液位指示信號[1]。假設每個浮球的中心片面近似為一段圓柱,浮球按照安裝方向豎直放置時,h1為頂部浮球中心點,h2為液面對應高度,Δh為兩者比較高度(Δh=h2-h1),底部到h1高度對應浮球的體積為V1,液面高度所對應浮球的體積為V2,兩者的比較體積為ΔV(ΔV=V2-V1),假設液面所對應的位置處于浮球圓柱片面,則有以下公式:
     
    由于浮球是浮在液位中的,因此滿足阿基米德原理,即物體浸在液體中排開液體的重力等于物體浸在液體中受到的浮力,滿足公式當浮球在頂端中線附近浮動時,可將浮球近似為一個圓柱體,因此由公式將公式進一步簡化,可得:
     
    在公式中,Δh為實際液位偏離浮球頂端中線的距離,m為浮球的重量,r為浮球的半徑,ρ為實際液體的密度。對以上參數進行測量,實際結果如下所示:
     
    在測量的過程中,由于工具所限,在質量測量上可能會有一定的偏差,范圍在10g以內,我們以10g的偏差對非常終的結果影響如下:
     
    當m=850g,ρ=860kg/m3,時,計較所得Δh=-1.8cm;當m=840g,ρ=860kg/m3時,計較所得Δh=-2.2cm,因此測量過程中浮球質量的精度對實際液位測量不會很大。由于本文將浮球近似為一個圓柱體,因此只有液面在浮球軸向一定范圍內(設為L)才有效,本模型才夠適用。
     
    為了求出密度變化的允許范圍,行使公式可得,當-≤Δh≤時,求得液體的密度取值范圍為710kg/m3≤ρ液≤944kg/m3。各個功能位置密度ρ與浮球高度Δh如表2所示,由公式可得液體密度與比較高度的關系,如圖1所示:
     
    橫坐標為液體的密度,縱坐標為浮球的比較高度,由圖可知,液體的密度越大,浮球在液面以上的部位越多,測量得到的液位值越大。
     
     
     
    三、原因小結 ①001MN測量管道的溫度低于001LN測量管道溫度,這樣可以會使001MN處液位低于001LN處,造成磁翻板液位計測量值偏高。②001LN測量管道溫度低,液體密度升高,導致磁翻板液位計測量值升高。
     
    既然測量到的磁翻板液位計總是比設定值高,此時應采取有效措施將該液位計的示數降下來,在這里選用的是非常簡單的方法——給浮球增加重量??刹捎脙蓚€不銹鋼316L圓餅,直徑3cm,高度1cm,密度8.03g/cm3每個圓餅重量約55g,將這個不銹鋼圓餅焊接在浮球的底部可以增加浮球的重量。 假設液體的密度為860mg/m3,此時由公式可知比較高度Δh與浮球質量的關系如公式所示:
     
    由公式可知,在密度確定的情況下,浮球重量每增加55g,比較高度變化1.9cm,即觀測到的磁翻板液位計指示值下降1.9cm,該情形下假設要消除10cm的測量需要掛上5個不銹鋼圓餅,但是由于原模型有-≤Δh≤的限制,為了保證精度,Δh的取值應小于4.7cm,液體的密度為860mg/m3,浮球默認比較高度為-1.8cm,所以總共有6.5cm的裕度,可以掛3個不銹鋼圓餅,將測量指示值拉下來5.7cm。此時若掛上第4個不銹鋼圓餅,浮球的總質量達到1060g,而浮球的總體積(含加上去的不銹鋼鐵餅體積)約為1280ml,在密度為860mg/m3的液體下,非常大浮力為1100g,在該情形下浮球基本上絕大片面浸在液體里面,且一旦液體的密度稍作改變,浮球就有下沉的兇險,不適合做液位指示,倘若在浮球上加5個不銹鋼圓餅,浮球將直接沉入液體底部。
     
     
     
    四、解決方案 可以在浮球底部焊接不銹鋼鐵餅,增加浮球重量,使浮球更多片面浸在液體中,從而降低磁翻板液位計的指示值,但是不能過多地增加浮球的重量,因為有可能會造成浮球的重力大于浮力而導致其直接沉入液底。

    簡單介紹:
    HQ-UHZ59-C磁性翻板液位計是以磁浮子為測量元件,磁鋼驅動翻柱顯示,無需能源。適用于低溫到高溫、真空到高壓等各種環境。是石油、化工等工業部門的理想液位測量產品。
    詳情介紹:
     
     
     
    HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計
     
    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計概述
     
    HQ-UHZ--59/C型系列側裝式磁翻柱液位計,是本公司引進、吸收、消化、提高、按原化學工業部頒布的磁性液位計標準HG/T21584-95研制生產的產品??捎糜诟鞣N塔、罐、槽、球形容器和鍋爐等設備的介質液位檢測。該系列磁性液位計可以做到高密封、防泄漏和適應高壓、高溫、腐蝕性條件下的液位測量,具有可靠的安全性。它彌補了玻璃管(板)液位計指示不清晰,易破碎的不足,不受高、低溫劇變的影響,不需多組液位計的組合。全過程測量無盲區,顯示醒目,讀數直觀,且測量范圍大。特別是現場指示部分,由于不與液位介質直接接觸,所以對高溫、高壓、高粘度、有毒、有害、強腐蝕性介質,更顯其優越性。因此,它比傳統的U玻璃管,板式液位計具有更高的可靠性、安全性、先進性、實用性。
     
     
     
     
    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計結構原理
     
    液位計根據浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當被測容器中的液位升降時,液位計主導管中的浮子也隨之升降,浮子內的長久磁鋼通過磁耦合傳遞到現場指示器,驅動紅、白翻柱翻轉180度,當液位上升時,翻柱由白色轉為紅色,當液位下降時,翻柱由紅色轉為白色,指示器的紅、白界位處為容器內介質液位的實際高度、從而實現液位的指示。
     
     
    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計特點
     
    ●適合容器內液位介質的液位、界位的測量。除現場指示,還可配遠傳變送器、控制開關,檢測功能齊全。
     
    ●指示新穎、讀數直觀、醒目,觀察指示器的方向,可根據用戶需要改變角度。
     
    ●測量范圍大,不受貯槽高度限制。
     
    ●指示機構與 被測介質完全隔離,因而密封性好,可靠性高,使用安全。
     
    ●結構簡單,安裝方便,維護費用低。
     
    ●耐腐蝕。
     
    ●防爆。
     
     
    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計主要技術參數
     
    ●測量范圍:300~15000mm
     
    ●準確度:土10mm,土16mm
     
    ●翻柱直徑:10mm,16mm
     
    ●工作壓力:1MPa~6MPa,防腐型≤1.0MPa
     
    ●介質密度:≥0.45g/cm3
     
    ●介質密度差:≥0.15g/m2(測量界位)
     
    ●介質溫度:20C~+450C
     
    ●介質粘度:≤0.4Pa·S,對于粘度大的介質或溫度低時易結晶的介質,可根據用戶要求選用加熱型夾套式液位計。
     
    ●本廠出廠連接法蘭尺寸:DN20,PN1.0(公制管)
     
    ●連接法蘭:采用化工部1998年zui新頒布的HG20592~20635-97法蘭標準,若采用其他法蘭標準(如GB.ANSI.DIN等標準)請用戶在訂貨時注明。
     
    對于高壓型側裝式磁性液位計連接法蘭采用HG20595-97帶頸對焊連接法蘭DN25.PN4.0,密封面形式突面或凸面。
     
    ●遠傳配套儀表的主要技術參數請參閱本公司選型資料有關內容。
     
    ●如有特殊要求可 在訂貨時商治。
     
     
    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計鋼管法蘭標準
     
    本廠出廠的液位計連接法蘭均采用1998年2月1日實施的化學工業部(HG20592-20635-97)標準,本標準是在原標準HGJ44-76-91,以及HG20529-92標準的基礎上,參照ISO7005-1(1992)標準和ANSI、DIN標準修訂而成的。修訂后的新標準包括國際通用的歐洲和美洲兩大體系,形成一套內容完整、體系清晰、適合國情,并與國際接軌的管法蘭、墊片、緊固件標準。該標準的適用鋼管外徑由國內沿用系列擴展到國際通用系列(A)和國內沿用系列(B)。
     
     
    ※防腐型材料
     


    ※國內外常用不銹鋼材料對照表






    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計產品選型標記


    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計選型舉例


    ●測量介質為31%鹽酸貯槽液位,其密度為1.14g/cm3,接液主體材質為PVC,平焊法蘭連接,配排污閥及隔爆型磁性液位控制器、測量范圍為3000mm,工作壓力為0.6MPa。


    選型標記:HQ-UHZ-59/CFL5G-LKD-3000-0.6-1.14(LK磁性液位控制器的選型另行標記)


    ●測量醋酸貯槽液位、采用側裝式蒸汽夾套型磁性液位計、液位計底部不配排污閥,主體材質全不銹鋼(304)、活套法蘭連接,無輔助裝置。測量范圍:0-1800mm,工作壓力:-0.1MPa,工作溫度:10C,介質密度:1.1g/cm3


    選型標記:HQ-UHZ-59/J02T-00-1800-0.1-0.1




    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計應用須知


    ●側裝式磁性液位計的輔助裝置配套儀表及附件見本選型資料有關章節。


    ●用戶設備上的配接法蘭應注意保證制造和焊接時的形位公差,否則將影響安裝和使用。


    ●外形結構圖中的“M”稱為側裝式磁性液位計的“沉筒距”,這是用戶必須了解的-一個液位計基本參數中的一個重要參數。根據阿基米德定理,液位計磁性浮子的長度取決于被測液體介質的密度,液體介質密度越小,磁性浮子越長,相應主導管從下引液管至底部的“沉筒距”長度也就越長,反之就越短。為便于設計人員設計和用戶正確使用、安裝,特列出典型液體介質密度及沉筒距對照表,可作參考。液體介質密度與沉筒距對照表(參考數據)




    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計安裝、使用和維護


    ●為防止運輸途中磁性浮子在主導管內高速運動而被撞擊,液位計出廠前,用卡絲將磁性浮子固定在下引液管處,用戶在安裝使用前應先抽去卡絲方能安裝。


    ●液位計安裝必須垂直,以保證磁性浮子在主導管內上下運動自如。


    ●液位計與容器之間應裝有截止閥,以便清洗和檢修時切斷物料。


    ●液位計筒體周圍不容許有導磁體靠近,否則會直接影響液位計正常工作。


    ●液位計安裝完畢后,需用磁鋼進行校正,對磁翻柱導引一次,使零位以下顯示紅色,零位以上顯示白色。


    ●液位計投人運行時,應先打開上引液管閥門,然后慢慢開啟下引液管閥門,讓液體介質平穩地進入主導管,避免液體介質帶著浮子急速上升,造成磁翻柱翻轉失靈或翻亂(若遇此現象,可用磁鋼重新校正)。


    ●打開底法蘭盲板、裝入磁性浮子時,應注意重端帶磁性一端向上,不能倒裝!


    ●液位計簡體內不應有固體雜質和磁雜質進人,以免對浮子造成卡阻及減弱浮力。


    ●根據介質情況,可定期打開排污閥清洗主導管,**管內沉積物質。




    ※HQ-UHZ-59/C型系列側裝式磁性液位計訂貨須知(訂貨時請提供下列數據)


    ●型號規格


    ●被測介質名稱及密度


    ●測量范圍


    ●法蘭標準及連接形式


    ●工作壓力


    ●介質溫度


    ●配套儀表及附件


    ●特殊要求







     安裝示意圖





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