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1 磁翻板液位计简介
磁翻板液位计是指铁磁质中磁化方向的改变会引起介质晶格间距的改变，从而使得铁磁质的长度和体积发生改变的现象。磁板伸缩现象具有各向异性，当长度为L的磁性材料在磁化方向上的长度变化为△L时。
磁翻板液位计内部检测元件由一定的磁致伸缩物质构成，是基于磁致伸缩原理设计制造的液位（界位）计，它由磁性浮子驱动，高精度、高分辨率变送器传送4～2O mA标准信号（带HART）[2]，24 V直流二线制供电，变送器可做成耐腐蚀型的。
1.1 磁翻板液位计工作原理
磁翻板液位计的基本原理如图1所示，结构如图2所示。其结构分为三部分：浮球、变送器和装有磁板的不锈钢测量管。
当变送器接通电源后，脉冲发送器和接收器开始工作，发送器定时向下端发送低电流询问脉冲信号，脉冲及其磁场顺着磁板伸缩线向下运行，当脉
冲信号的磁场与浮球内的磁场相遇时，产生扭应力脉冲，这个扭应力脉冲向磁板两端传送。向下传送的扭应力脉冲被阻尼吸收，向上传送的扭应力脉冲被接收器接收并检测出来。根据从发出询问脉冲到接收返回扭应力脉冲的时间差，就可计算出液位的高度并转换成4～20 mA的输出信号。
1.2 磁翻板液位计性能
磁翻板液位计应用于石化领域，作为非接触式液位计，具有较大优势。
a）可靠性强。无机械可动部分，故无摩擦、无磨损，核心元件与测量介质非接触，使用寿命长。
b）精度高。分辨率高于0．01 ，相当于1 mm，计量精度高可达0．5 mm。
c）安全性好。磁致伸缩式液位计的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特别适合对液体化工原料和易燃液体的测量。
d）磁翻板液位计易于安装、维护简单、维护量少，有利于大幅降低维护成本。
e）可以远程传递信号，输出模拟量或数字量，带HART协议和RS一485接口。
磁翻板液位计由磁性浮子驱动，可以连续测量介质液位和界位，变送器精度高，分辨率高，测量重复性好，可用做计量级的仪表，适宜于在一定的黏度、介电常数范围内对洁净介质的测量[2]，而对下列参数的变化不会产生漂移和误差：介电常数变化、气相组分变化、压力变化。理论上，温度变化产生的误差很小，平均每变化10℃，输出值变化小于2 mm。有隔爆型和本安型；防护性能可以做到IP67。
1.3磁翻板液位计基本参数
a）测量范围：测量管是刚性杆时，测量范围不大于6m；测量管是柔性杆时，测量值在3.5～20 mE。
b）下盲区：液位测量不大于60 mm；界位测量不大于15mm。
c）上盲区：液位测量不大于100 mm。
d）工作电压：直流24V。
e）工作环境温度：一50~125℃。
f）介质温度：一2O0～4O0℃ 。
g）工作压力：真空～16MPa。
2 磁翻板液位计安装
实践证明，设备顶部安装法兰，有利于安装和维护。设备上装法兰，带法兰盖，在法兰盖上开螺纹。安装时，先卸下浮球和挡环，将液位计拧紧在法兰盖上，然后装上浮球和挡环，再将液位计和法兰盖依次装人容器L2。有时，也可以在罐侧壁选择法兰安装方式。
隔爆型仪表接线为典型的二线制，无需另接电源，本安型仪表接线在控制系统侧加装安全栅。
3 设计时的注意事项
3.1 影响仪表工作的干扰因素
干扰来自于静电放电、射频电磁场辐射、浪涌冲击、工频磁场等。介质温度变化过大或在振动环境下使用，也会给磁翻板液位计的测量带来干扰。
3.2 设计时的注意事项
a）由于测量原理等因素，当磁翻板液位计处于强磁场干扰环境下，会使浮子受的磁场力叠加导致消磁。因此，安装时应远离强电磁环境，如高压电机、风机、离心机、搅拌器、变频器、干燥床等，需要急停、启动的地方，这些设备应做好接地屏蔽工作。
同时，磁翻板液位计的信号线应远离高压电源线，并使信号线屏蔽层处于良好接地状态。
b）静电放电会干扰磁翻板液位计的测量，使用时应使安装有液位计的设备良好接地。
C）为了避免射频电磁场辐射，需要在设计时考虑无线仪表发射源的位置，至少保证2 m以上的距离。
d）对于浪涌冲击非可控的干扰，一般会在现场侧加浪涌保护器、防雷击、保护电路板。浪涌保护器中的抑制元件（压敏电阻MOV）是采用损耗自身的方式对冲击电流进行消解（发热、融化），对抗大电流的冲击。这样就可以很好地保护磁翻板液位计的本体安全。
e）工频磁场多数由工频机泵产生，安装磁翻板液位计时应尽量远离工频机泵。
f）如果介质温度变化过大，磁翻板液位计不宜作为计量级的仪表使用。但是，只要满足平均每变化10℃ ，输出值变化小于2 mm的条件，介质温度累计变化所产生的误差一般在测量要求误差范围之内。
g）在振动环境使用时，也会影响精度，液位计安装在非振动的工况条件下。
4 磁翻板液位计的应用
磁翻板液位计在石化行业主要应用于油罐液位和烷基铝储罐液位的测量，现已越来越多地应用于原油储罐、成品油储罐液位的测量|3]。
a）油品液位测量如果涉及贸易结算，就必须使用计量级的测量仪表。如果选择在罐顶部开口安装，磁板伸缩和伺服马达液位计都可以达到测量要求，但伺服马达液位计测量原理复杂、安装繁琐、价格昂贵、维护工作量大；而磁翻板液位计不仅能够做到本安防爆、安装方便、精度高、维护量少，性价比相对较高，很适合替代伺服马达液位计用在油罐液位测量上。
b）在非计量级要求油罐液位测量上，磁翻板液位计和雷达液位计均可达到测量要求。但是雷达液位计会受介电常数的影响，烃类混合物介电常数通常较低，需要加装导波管，因而应用范围受限。而磁翻板液位计的惟一可动部件是浮子，维护量极少，节省人工，性价比高，很受用户的欢迎。
C）以某聚丙烯装置原料罐为例，如图3所示。储罐高18 m，介质为液化石油气，易挥发，密度527.5 kg/m3，介电常数为1.6，设计温度为5O℃ ，设计表压为1.7 MPa，高介质温度为35℃ ，工作表压为900kPa，要求顶部法兰安装，测量精度±1 mm，测量范围在O～18 m，4～2O mA 的输出信号，防爆等级Ex dⅡBT4，防护等级IP65。在该工况下，传统设计方案选择雷达液位计（带导波管）和伺服马达液位计。由于液化石油气具有挥发性，储罐内存在挥发气体，挥发气体影响雷达回波的反射，用雷达液位计测量时，测量效果不理想；选用伺服马达液位计测量精度高，测量效果好，但是因为机械部件很多，易出现磨损，维护工作量大；磁翻板液位计选型时，测量高度如果大于6m，测量管需要选柔性杆，柔性杆可测量的大高度为20 m，满足测量范围0～18 m要求，液位计精度高，测量效果好。这三类液位计的对比见表1所列，使用磁翻板液位计测量液化石油气储罐液位综合成本低，效果好。
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