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磁翻板液位計與磁致伸縮相結(jié)合來測量強酸強堿液體罐的液位的優(yōu)勢
閱讀：165 發(fā)布時間：2022-12-6磁翻板液位計與磁致伸縮相結(jié)合來測量強酸強堿液體罐的液位，相比單純使用一種液位計有更多的優(yōu)勢，無論是在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性還是生產(chǎn)的安全性方面，都比過去得到了一個提升。本文即是通過基于磁致伸縮液位傳感器和磁翻板液位檢測裝置的工作原理，將磁致伸縮傳感器和磁翻板液位計組合，通過實驗再將磁致伸縮和磁翻板裝置共用一個磁浮子，并結(jié)合單片機緩和GSM支術(shù)實現(xiàn)了磁致伸縮一磁翻板一體化液位檢測裝置對強酸、強堿罐酸堿液位的非接觸式測量。經(jīng)過實際使用，這套液位測量系統(tǒng)在強酸堿的罐體液位測量中發(fā)揮了很大的作用，值得加以推廣使用。
0引言
當(dāng)前，工業(yè)用濃酸、濃堿液罐內(nèi)的液位檢測手段，主要有超聲波液位檢測儀、磁翻板液位計、接觸式防侵蝕液位檢測裝置等，作者參觀了山西省陽城電廠，對陽城電廠的酸堿罐液位檢測裝置進行了考查;該廠現(xiàn)有大小20余個酸堿罐中酸堿液位的檢測，大都采用超聲波液位計與磁翻板液位計相結(jié)合的方式。超聲波液位計對酸堿液位信息通過清楚傳輸?shù)接嬎銠C，進行及時觀測。但據(jù)該廠技術(shù)人員介紹，超聲波液位計有一個致命缺點，即是安裝在罐頂部的超聲波探頭很容易被酸霧或堿霧籠罩，嚴重影響了測量準(zhǔn)確度，需要工作人員定時對超聲波探頭進行清洗。磁翻板液位計在其時安裝時沒有配套遠傳數(shù)據(jù)的傳輸功效，需要工作人員定時地去觀察液位刻度。為了確保酸堿液位數(shù)據(jù)的可靠性，該廠技術(shù)人員提出增加一套液位檢測裝置的要求，并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化遠程傳輸。為此，作者行使磁致伸縮傳感器和磁翻板相結(jié)合的辦法，以求實現(xiàn)酸堿液位的非接觸式測量，并行使單片機和GSM技術(shù)實現(xiàn)磁致伸縮液位信號的無線傳輸
1磁致伸縮液位傳感器和磁翻板液位計的測量原理
1.1磁致伸縮液位傳感器的工作原理
磁致伸縮線性液位傳感器，采用不導(dǎo)磁的不銹鋼管(}J}(桿)、磁致伸縮線(波導(dǎo)線)、可隨液面或界面挪動的浮球(內(nèi)磁翻板液位計含磁環(huán))和電子部件等組成(見圖1)，
其工作原理是:脈沖發(fā)生器產(chǎn)生電流脈沖，經(jīng)電子部件可轉(zhuǎn)換成沿波導(dǎo)線(Waveguide)傳播的波導(dǎo)脈沖(起始脈沖);其磁場與浮球內(nèi)的磁環(huán)磁場矢量相加形成螺旋磁場，產(chǎn)生瞬時扭力，使波導(dǎo)線扭動并產(chǎn)生應(yīng)力脈沖(Strainpulse)。這個脈沖以固定的速度沿波導(dǎo)線傳回，在電子部件的感應(yīng)線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電流脈沖(終止脈沖)。通過測量起始脈沖與終止脈沖之間的時間周期，并乘以這個固定的速度，即可精確地確定被測對象的位移或液位。全部測量歷程是連續(xù)不斷的，所以每當(dāng)浮球灘鐵)被挪動時，新的位置很快就會被感測出來。
1.2磁翻板液位傳感器的工作原理
磁浮式翻板液位計屬于浮力式液位計，浮子是磁性的，浮子隨液位的變更而上升或下降，見圖2。
安裝在浮子旁的翻板是薄導(dǎo)磁金屬片(有的是圓柱的)制成的，兩面涂有不同的顏色。磁性浮子升降時帶動翻板繞軸翻轉(zhuǎn)，浮子以上的翻板是一種顏色(如白色)，浮子以下的翻板為另一種顏色(如紅色)，通過觀察表面的顏色可曉得液位的高低
2磁致伸縮一磁組合一體化翻板液位測量裝置的設(shè)計
2.1磁致伸縮一磁翻板共用磁浮子的實驗
為了避免磁致伸縮液位傳感器與強酸強堿的接觸，我們把磁致伸縮傳感器與磁翻板液位計相結(jié)合，采取磁翻板液位計和磁致伸縮傳感器共用一個磁浮子的設(shè)計思路。我們把磁翻板中的磁浮子和磁致伸縮桿上的磁環(huán)磁場進行了測量。磁翻板中的磁浮子用的是一個水平放置的鐵氧體磁鐵圓片，其磁場見圖3,*強磁場位置在圓片中心位置，約150T;緊繞圓片周邊的磁場強度約80T，沿徑向磁場順次減小。磁致伸縮傳感器的感應(yīng)桿上普通設(shè)置浮動鐵氧體磁環(huán)作為磁浮子，其磁場見圖4,磁環(huán)中心位置的磁場*強，約60T}
為把磁致伸縮桿上的磁環(huán)去掉，采用磁翻板的磁浮子周邊磁場來代替磁環(huán)的磁場;即把磁致伸縮桿垂直豎立在磁翻板左近，形成磁致伸縮一磁翻板一體化液位測量裝置，其實驗裝置圖見圖5。當(dāng)磁翻板的液體管中的液面上下變更時，磁浮子上下浮動，磁翻板的小圓柱狀磁棍翻轉(zhuǎn)，顏色發(fā)生變更，行使左近的刻度尺可以觀察罐中的液位變更。同時，磁致伸縮桿也由于磁浮子的上下浮動而產(chǎn)生脈沖信號，感應(yīng)為位移的變更，從而檢測了管中液面的變更。
2.2磁致伸縮一磁翻板組合檢剛裝置的強酸強堿罐液位檢剛系統(tǒng)
如圖6所示，由于老式的磁翻板液位計都沒有數(shù)據(jù)自動記錄和存儲功效，我們把磁致伸縮桿安裝在磁翻板左近位置即可進行液位測量。把磁致伸縮產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)液位信號通過單片機進行測量，存儲。并設(shè)定為及時測量模式，測量頻率可根據(jù)現(xiàn)場需要設(shè)定為每分鐘1次。為了實現(xiàn)工作人員隨時了解液位情況，并削減清楚布線，本系統(tǒng)采用了基于單片機與GSM(挪動短消息傳輸)的數(shù)據(jù)無線傳送方式[[4]。工作時，工作人員的被設(shè)定為GSM短消息傳輸號，工作人員只需向GSM發(fā)送調(diào)用指令，GSM便可把液位數(shù)據(jù)以短消息的形式發(fā)送到工作人員的手機上。
3實驗與結(jié)論
我們把圖5所示的一體化檢測裝置進行了水位檢測實驗，其檢測后果與實際水位值見表to
表1圖5一體化檢測裝置的檢測精度數(shù)據(jù)
表1中實際水位值是精度為1~的直尺測量值，磁致伸縮傳感器測量值是通過單片機測控儀讀取的數(shù)值，磁翻板測量值是通過對液位柱顯示的值人工讀取的?？梢钥闯?，磁致伸縮傳感器的液位讀取精度在1%，且準(zhǔn)確度高;磁翻板的測量精度為1cm，但測量后果與實際值都符合。我們通過單片機控制把磁致伸縮傳感器測量值進行無線遠傳，實現(xiàn)了酸堿罐液位的及時監(jiān)測。于是，磁致伸縮一磁翻板一體化組合裝置對酸堿罐液位的檢測是可行的。