磁致伸縮液位計與磁翻板液位計的區別

*一部分

磁（cí）致伸縮（suō）指鐵磁質中磁化方向（xiàng）的改變會引起介質晶格間距的改變，從（cóng）而使得鐵磁質的長度和（hé）體積發生改（gǎi）變的現象。磁致伸縮式（shì）液位計是基於磁致伸縮原理設計製造的液位（wèi）計，它由磁性浮子驅動的高精度、高分辨率變送器。

液位計原（yuán）理

磁致伸縮式液位計的基本（běn）原（yuán）理如下圖（tú）所示。其結構分為三部分：浮球（qiú）、變送器和裝有磁致線的不鏽鋼（gāng）測量管。當變送器接通電源後，脈衝發送器（qì）和接收器開始工作，發送器（qì）定時向下端發送（sòng）低電流詢問脈衝信號，脈衝（chōng）及其磁（cí）場順著（zhe）磁致伸縮線向（xiàng）下（xià）運行，當脈衝（chōng）信號的磁（cí）場與（yǔ）浮球內的磁場相遇（yù）時，產（chǎn）生扭應力脈（mò）衝（chōng），這個扭應力脈衝向磁致線兩端傳送。向下傳送的扭應力脈衝被（bèi）阻尼吸收，向上傳送（sòng）的扭應力脈（mò）衝被接收器接收（shōu）並檢測出來。根據從發出詢問脈衝到接（jiē）收返回扭應力脈衝的時間差，就可計算出液位的高度並轉換成4～20mA的輸出（chū）信號。

液位計特性

優點：

▶磁致伸縮液位計**可動部件為浮子，維護量*低，有利於降低維護成本；

▶精度高，一些**產品精度已經可以達到0.1mm；

▶分辨率（lǜ）*高，可（kě）做到微（wēi）米級；

▶可同時測（cè）量總體液位和界麵液位，可應用於兩種不同（tóng）液體之（zhī）間的界位測量；

▶安全性好，磁致伸（shēn）縮式液位計的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特別適合對液體化工原（yuán）料和易燃液體的測量。

缺點：

▶抗幹（gàn）擾能力略差（一般不建（jiàn）議（yì）用在電廠等強電磁（cí）輻射的場（chǎng）所）；

▶測量原理（lǐ）導致必須是接（jiē）觸式測量；

▶介質直接接觸，浮球密封要求要嚴格，不適用於有壓、自（zì）聚、有腐蝕、有毒、高黏度液體的測量。

應用注意事（shì）項

1、由於測（cè）量原理等因素（sù），當磁致（zhì）伸縮式液位計處（chù）於強（qiáng）磁場幹擾環境下（xià），會使浮子受的磁場力疊加導致消磁。因此，安裝時（shí）應遠離強電磁環境，如高壓電機、風機、離心機、攪拌器、變頻器（qì）、幹（gàn）燥床等，需要急停、啟動的地（dì）方，這些設備應做好接地屏蔽工作。同時，磁致（zhì）伸縮式液位計的信號線應遠離高壓電源線，並使信號線屏蔽層處（chù）於良好接地（dì）狀態。

2、靜電放電會幹擾磁（cí）致伸縮式液位計的測量，使用時應使安裝（zhuāng）有液（yè）位計的設備良好接地。

3、為（wéi）了避免射頻電磁場輻射，需要在設（shè）計時考慮無（wú）線儀表發射源的位置，至少（shǎo）保證2m以上的距離。

4、對於浪湧衝擊非可控的幹（gàn）擾，一般會在現場側加浪湧（yǒng）保護器、防（fáng）雷擊、保護（hù）電路板（bǎn）。浪湧保護器中的抑製元（yuán）件（jiàn）(壓（yā）敏電阻（zǔ）MOV)是采用損耗自身的（de）方式對衝擊電（diàn）流進行消解(發熱、融化)，對抗大電（diàn）流的衝擊。這（zhè）樣就（jiù）可以很（hěn）好地保護磁致伸縮式液位計的本體安全。

5、工頻磁場（chǎng）多數由工頻機泵產生，安裝磁致伸縮式（shì）液位（wèi）計時（shí）應盡量遠離（lí）工頻（pín）機泵。

6、如果介質溫度變化過大，磁（cí）致伸縮式液位計不宜作為計量級的儀表使用。但是，隻要滿足平均每變化（huà）10℃，輸出（chū）值變化小於（yú）2mm的條件，介質溫度累計變化所產生的誤差一般在測量要求誤差範圍之內。

7、在振動環境使用時，也會影響精（jīng）度，液位計*好安裝在非振動的工況條件下。

*二部分

工作原理

磁翻（fān）板液位計是（shì）根據磁（cí）*耦合原理、阿基米（mǐ）德（浮力定律）等原理巧妙地結合機械傳動的特性而開發研製的（de）一種專門用於液位測量的裝置。

二、常用磁翻板液位計安裝形式

下圖中所示安（ān）裝（zhuāng）形式常用的為（wéi）A型和（hé）B型（xíng）。

A 型頂裝式磁（cí）翻板液位計分為上下兩部分，上部在容器頂（dǐng）部，下部安裝在容器內，由法蘭與容器法（fǎ）蘭連接。液下部（bù）分導管內浮（fú）子由連杆與上部導管內磁性頭連成一體。當液體變化時，浮子帶動磁鋼在（zài）導管內上（shàng）下運（yùn）動，帶動顯示部分紅白指示球翻轉，在麵板上讀得液位高度。

B 型側裝式磁翻板液位計（jì）有一個容納浮球的腔體（稱為主體管或外殼），它通過（guò）法蘭或其他接口與容（róng）器組成一個連通器；這樣它腔體內的液麵與（yǔ）容器內（nèi）的液麵是相同高度的，所以腔體內的浮球（qiú）會隨著容器（qì）內液麵的升降而升降；這時候我們（men）並不能看到液位，所以我們在（zài）腔體的外麵裝了一個翻柱顯示器，因（yīn）為我（wǒ）們在製造浮球時在浮球沉入液體與（yǔ）浮出部（bù）分（fèn）的（de）交（jiāo）界（jiè）處安裝了磁鋼，它與（yǔ）浮（fú）球（qiú）隨（suí）液麵升降（jiàng）時（shí），它的磁性透過外殼傳遞給翻柱顯示器，推動磁翻柱翻轉180°；由（yóu）於磁翻柱是有紅、白兩個半圓（yuán）柱合成的圓柱體，所以翻轉180°後（hòu）朝（cháo）向翻柱顯示器外的會改變顏色（液麵以下紅色、以上白色），兩色交界處即（jí）是液（yè）麵的高（gāo）度。

A 型和B 型兩種液（yè）位（wèi）計雖然在外觀和結構上有（yǒu）所區別，但是其關鍵工（gōng）作部分和工作原理基（jī）本相同，主要為磁翻板（bǎn）和磁變送器兩部分需要（yào）在此另行說明磁（cí）翻板部分的圖示如下圖（tú）所示，對應本圖為側裝式磁翻板液位計的磁翻部分描述（shù），頂裝（zhuāng）式的區別**在於磁浮（fú）子不在浮球內，而是通過連杆連接下（xià）部浮球。

三、液位變送裝（zhuāng）置

為（wéi）了擴大液位計的使用範圍，還可以（yǐ）根據相關標準（zhǔn）及要（yào）求增加液位變送裝置，以輸出（chū）多種電信號。其中，4～20mA 電流信號是比較常用的一種。比如：在監測液位的同時磁（cí）控開關信號可用於對液（yè）位進行控製或報警；在翻柱液位計的基（jī）礎上增加了 4~20mA 變送（sòng）傳感器，在現場監測液位（wèi）的同（tóng）時，將液位的變化通過變送傳感器、線纜及儀表傳到控製室，實現遠程監測和控製。

磁變送器（幹簧管變送器）：與磁開關的（de）原理相似，它是捆綁在浮筒外麵（miàn）。當（dāng）浮筒裏麵的浮子隨著液位變化時，上下移（yí）動，浮子中的磁鋼所在的位置將改變幹簧管（guǎn）中磁（cí）開關的狀態（閉合），隻有在磁鋼作用範圍內的幹簧管閉合，其它都處於開路狀態，從而改（gǎi）變回路的（de）電阻值，或者說是改變了輸出回路的阻值。浮子的（de）位置相當（dāng）與電位器的滑動點，隨著浮子的位置變化（huà），引起上下電阻的抽頭（上下電（diàn）阻值）變化，液（yè）位越低，電阻（zǔ）值越大，越高電阻越小（出線在頂部）。由於回路是恒（定電（diàn））流，再通過電流/電壓轉換，進而可以轉化為4~20mA/HART 等信號（hào）。液位（wèi）變化，液位旁邊的磁開關閉合，電（diàn）阻值變化，輸出電壓隨之變化。

四、針對頂裝型磁翻板液位計的故障維修和（hé）維護

對於頂（dǐng）裝式磁（cí）翻板液位計出現的液位顯示不準確的情況一般（bān）有以下幾種原因：磁浮子損壞導致的（de）磁力不足；磁浮子在液位計管中卡阻；浮筒（tǒng）泄露，磁（cí）翻板卡阻或損壞。

針對（duì）以上幾種原因的判斷一般均可以通過以下步驟進（jìn）行判斷，該方法（fǎ）同樣適用於（yú）常（cháng）規檢（jiǎn）修。

1. 用實驗磁體在磁翻板液位計的有機玻璃蓋板（bǎn）上上下刷動，如不能正常變化應針對磁翻板進行檢修，如果磁翻板正常變化，則磁翻（fān）板無故障，進行下一步檢修。

2. 確認儲罐（guàn）內具備拆口條件的情況下，將液位計（jì）法蘭與儲罐法蘭的螺栓（shuān）拆卸掉。

3. 垂直（zhí）提起液位計本體50cm，正常情況下磁翻板（bǎn）顯示應下降50cm。

4. 用手抓住連杆，向下按20cm 左右，正常情況下磁翻板顯示（shì）應下降20cm，然後回升20cm，浮（fú）筒（tǒng）回彈明顯（xiǎn）。

故障現象： 1. 如果*二步操作完（wán）畢，磁翻板不能顯示下降50cm，則有可能是磁性不足或者（zhě）磁浮子卡阻。2. *三步操作中（zhōng），如果下（xià）按困難，則磁浮子卡阻，更換磁浮子（zǐ），如果下按阻力不很大，並且（qiě）顯示不能正常回複，則磁浮子磁力不足更換磁浮子。3. 以（yǐ）上故（gù）障（zhàng）確（què）認完畢，對浮筒（tǒng）回彈進行重新評估，進（jìn）而確定浮筒是否泄露，如泄露考慮焊接或更（gèng）換。以上問題描述參考下（xià）圖標識，（本圖為示意，部分細節未（wèi）畫出（chū））

五、針對側裝型磁翻板液位計的故障維修及維護

磁翻板液位計原理上能夠實現準確的液位、界位檢測，但在（zài）使用過程中（zhōng）很多磁  翻（fān）板（bǎn）液位計仍出現（xiàn）顯示不準，出現液位跳變性變化（huà）或者畫直線等現象，主要的原因之一就（jiù）是浮子髒汙，其二（èr）就是介質較粘稠和（hé）結晶造成的（de）。這是磁翻板液位計使用中（zhōng）*常見也是*易引起故障的原（yuán）因。

浮子出現卡阻的故障，我們通常的做法就是拆卸浮子液（yè）位計下方的法（fǎ）蘭，拿出浮子進（jìn）行人工清（qīng）洗去汙。

*三部分

磁（cí）翻版液位計和磁致伸縮式液位計的（de）區（qū）別，具體如下。

相同點：

都是利用浮（fú）力原理和（hé）磁感應原理。具體見 常用液位計工作原理（一（yī））。

區別：   

磁翻板液位計：

具有就地指示的功能，如果需要傳送給DCS，需（xū）要增加變送器，變送器可以選擇需要或者僅有就地指示的功能。

磁（cí）致伸縮式液位計：

它的數據隻顯（xiǎn）示在變送器上麵，變送器（由（yóu）發送器和感應器組成）是磁致伸縮（suō）式（shì）液位計發揮作用必須構成的一（yī）個部件。

利用兩個不同磁場相交產生一個應變脈衝信號，然後計算這個（gè）信號被探測所（suǒ）需的時間周期，從而換算出準確的位置。這兩個磁場一個來（lái）自在傳感器外麵的活動磁鐵，另一個則源自傳感器內波導管的電流脈衝，而這個電流（liú）脈衝其實（shí）是（shì）由傳感器頭的固（gù）有電子部件所產生的。當兩個磁場相交時，所產生的一個應變脈衝會以聲音的固定速度運行回電（diàn）子部件的感測線圈。從產生電流脈衝的一刻到測回應變脈衝所需要的時間（jiān）周（zhōu）期乘以這（zhè）個（gè）固定速（sù）度，我們便能準（zhǔn）確的計算出位置磁（cí）鐵的變動。精度稍高一點。 

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