磁翻板液位計在液（yè）氨儲罐液位控製中的應用
液氨是一種重要的化工原（yuán）料，是一種無色透明（míng）流動液體，易燃、有毒（dú）、有強烈刺激性氣味（wèi），對人體具（jù）有較大危（wēi）害。與空氣（qì）混（hún）合能形成爆炸性（xìng）混合物。遇明（míng）火、高熱能引起燃燒（shāo）爆炸（zhà）。具有很大的危害性，必（bì）須對液氨儲罐的液位進行控製。磁翻板液位計結構簡單、觀察直觀，廣泛應用於石油、化工、造紙等領域（yù），其遠程傳輸的控製（zhì）可以采用電阻傳感（gǎn）器法和（hé）差壓變（biàn）送器法兩種方法。液氨的密度隨（suí）著溫度的升高而下降（jiàng），液氨若遇熱，容器內（nèi）壓增大，有開裂和（hé）爆炸的危（wēi）險（xiǎn）。因此（cǐ）對液（yè）氨儲罐液位的監控非常重要。低濃（nóng）度氨對粘膜有刺激作用，高濃度氨可造成組織溶解壞死（sǐ）。本文中（zhōng）對這兩種方法進（jìn）行分析，並介紹了應用實（shí）例，對（duì）選擇（zé）和應用液（yè）氨儲罐液位控製方法提供參（cān）考。
1.液氨的特性
液氨是重要的化（huà）工原料（liào），廣泛應用於石油（yóu）、化工、造紙等領域。為運輸及儲存便利，通常將氣態的氨氣通（tōng）過加壓或（huò）冷卻得到（dào）液態氨，儲存於耐（nài）壓鋼瓶或儲罐中。罐裝運輸用鋼瓶或槽車以及儲存用的儲罐等應符合《氣瓶安全監察規程》、《固定式壓力容器安全技（jì）術監察規程》等有關規定。允許重（chóng）量（liàng）充裝係數為0.52kg／L。由於液氨具有腐（fǔ）蝕性且容易揮發，化學事故發生（shēng）率很高，因此液氨鋼瓶應存放於庫房或（huò）有棚的平台上（shàng）。露天堆放時，應以帳篷遮（zhē）蓋，防止日光直射。儲罐中的液氨液位應進行嚴格監控。
2.液氨儲罐的液（yè）位控製
2.1控製方法（fǎ）
磁翻板液位計是根據磁*耦合原理、阿基米德(浮（fú）力定律)等原（yuán）理，結合機（jī）械傳動的特性而開發研（yán）製的一種專（zhuān）門用於液位測量的裝置。該裝置具有結構簡單，觀察直觀、清晰，不堵塞、不滲漏，安裝方（fāng）便，維（wéi）修簡單等特點，目前廣泛應用於石油、化工、造紙、汙水（shuǐ）處理等工業領域。
為了實現遠程監控（kòng），根據相關標準及要求增（zēng）加液位變送裝置，以（yǐ）輸出多種電信號，達到遠程測（cè）量和監控的目的。其中，4～20 mA電流信號是比較常用的一種。在現場監測液位的同時，將液位的變化通過（guò）變送器、傳感器、線纜及儀表傳到控製室，實現遠程監測和控製。
電（diàn）阻傳感器和差（chà）壓變（biàn）送器（qì）是（shì）目前液位測（cè）量和控製的常用裝（zhuāng）置。由於這兩種裝置原理不同，因此要根據所測（cè）介質（zhì）的（de）性質以及所處的（de）環境而選擇正確的測量和監控方（fāng）法，才能達到測量和監控的目的。
2.2遠傳磁翻板液位計結構及原理
磁翻板液位計（jì）是根據浮力原理和磁性耦（ǒu）合作用而實現液位測量及現（xiàn）場顯示的儀器。當被測容器中的液位升降時，液位計測量管中的磁性浮子也隨之升降。磁性浮子根據檢測介質（zhì）的設定密度製造（zào）(如圖1所示)。浮子的磁（cí）位（wèi）置麵與介質（zhì）液麵始（shǐ）終平（píng）齊。浮子內的磁鋼通過磁耦合傳遞信號到現場指示器，驅動紅、白翻柱翻轉180。，當液位上升時，翻柱由白（bái）色轉為（wéi）紅色，當液位下降時，翻柱由（yóu）紅色轉為（wéi）白色，指示器的紅、白界位處為容器內（nèi）介質液（yè）位的實際（jì）高度，從而實現液位的（de）現場指示。
2.2.1 采用（yòng）電阻傳感器(電阻式)進行遠程液位（wèi）控製
由電阻傳感器(如圖2所示)和R／I轉換模塊及防護罩等組成電阻、幹簧管變（biàn）送器，將磁翻板（bǎn）液位計與（yǔ）液位遠傳裝置（zhì）以捆（kǔn）綁的形式固定組合構成了遠傳磁翻板（bǎn）液位計(如圖3所示)。該變送器的電阻傳（chuán）感器以捆綁的形式（shì）固定在磁翻（fān）板液位計的（de）主導管外側，使其處於液位計同一磁耦合係統中。遠傳磁翻板液位計的磁性浮子隨液位上下移動時，對應（yīng）液位位置的幹簧（huáng）管受浮子內磁場的作（zuò）用吸合，電阻鏈阻值發生變（biàn）化（huà），通（tōng）過轉換模塊將變化的電阻信號轉換成二（èr）線（xiàn）製4～20 mA DC標準信號輸出，該信號可方便地與數顯表配套使用，從而達到顯示、控製、調（diào）節和報警的目的（de）。
2.2.2采用差壓變（biàn）送器(差壓式)進行遠程液位控製差壓變（biàn）送器的測量部分常采用差動電容結構(如圖4所示)。
圖4差動變送器測量部分將磁翻板液位計與差壓變送器、固（gù）定板、正負壓連接管等組合構成了遠傳磁翻板液（yè）位計，固定（dìng）板與主導管下端固定。正壓連接管分別與磁翻板液位計下（xià）法（fǎ）蘭連接管和差壓變送器正壓口連接，負壓連接管分別與磁翻板液位（wèi）計上法蘭連接管和差壓變送器（qì）負壓口連（lián）接(如圖5所示)。根據液體靜壓與高度成正比的原理，通過敏感元件的壓阻效應將靜壓（yā）轉換成電信號，經過溫度補償和線性校正，轉換成4～20 mA DC標準電流信號輸出，達（dá）到顯示、控製（zhì）、調節和報警的目的（de）。
3.兩種液氨儲罐液位控製方法分（fèn）析
3.1 電阻式控製（zhì）和（hé）差壓式控製共同點就地顯示無須電源（yuán），顯示部分和介質完全隔離，不會因介質汙染顯示條而（ér）使觀測受到影（yǐng）響，根據用戶需（xū）要調（diào）節開（kāi）關點位置，安裝（zhuāng）方便。液（yè）位變送器二線（xiàn）製（zhì）4～20 mA DC標準信號輸出，可實現遠距離監測或控製。維護量小，維修費用低。
對高溫和高壓測量比較適用，特別是磁翻板液位計可用於各種塔、罐、槽、球形（xíng）容器和鍋爐等設備的介質液位檢（jiǎn）測。可以做到高密封、零泄漏和適應高（gāo）溫、腐蝕性條件下的液位測量，安全可靠，全（quán）過（guò）程測量無（wú）盲區，讀數直觀，且測量範圍大。特別是現場指示（shì）部分（fèn），由（yóu）於不與液體介質直接接觸，所（suǒ）以（yǐ）對高溫、有毒、有害、強腐蝕性介質（zhì），具有優越性。
3.2 電阻式控製和差壓式控製區（qū）別（bié）
3.2.1 電（diàn）阻式控製
磁翻板液位計的磁性浮子隨液位上（shàng）下移（yí）動，現場是通過磁耦合翻柱翻轉（zhuǎn），遠傳信（xìn）號是通過（guò）幹簧管吸合，改變電阻鏈阻值。對應液位位置分別（bié）傳遞現場指示信號、遠傳信號。如果容器介質密度相對設定密（mì）度增大時，實際液麵低於現場指示液麵和遠傳信號液麵(指示液麵和遠傳信號液（yè）麵等高同（tóng）步)。介質密度減小時，實際液麵高於現場指示液麵和遠傳信號液麵(指示（shì）液麵和遠（yuǎn）傳信號液（yè）麵等高同步)。密度差值（zhí）一定時（shí），指示、遠傳誤差是定值，與液（yè）麵高低無關。
3.2.2差壓式控製
遠傳（chuán）信號是通過容器內介質液體底部壓力與介質液麵壓力的差值確定的(密度的設定值與浮子相同)。如（rú）果容器介質密度相對設定密度增大時，實際液麵低於遠傳（chuán）信號液麵(指示液麵和遠傳信號液麵不等高)。介質（zhì）密度減fJ,tj,-j-，實際液麵高（gāo）於遠傳信號液麵（miàn）(指示液（yè）麵和遠傳信號液麵不等高)。密（mì）度差值一定時，遠傳信號誤差不是定值。差值隨液麵由低至高成比例擴大。如果磁性浮子發生故（gù）障(浮子卡住（zhù）、損（sǔn）壞（huài）)，現場指示失靈、遠傳信號還可以使（shǐ）用。壓差變送器失靈，現場指（zhǐ）示還可以使用（yòng），不影響監控（kòng），起到了雙維監控作用。
3.3應用實例
某液氨儲罐的實際使用溫度範圍在（zài）-50～20 oC之間（jiān），其內部液氨密度的變化為702.15～610.28 kg／m3，測（cè）量（liàng）高度3 000 mm。設定基準密度為652.02 kg／m3(一10℃時)，磁性浮子（zǐ）總長360mm，磁鋼位置310mm。儲罐內裝入密度為702.15 kg／m3的液氨，實際液麵在2 000 mm處，現場指示2 020 mm，電阻式信號為2 020mm，壓差（chà）式信號為2 154 mm。實際液麵在500 mm，現場（chǎng）指示520 mm，電阻（zǔ）式信號為520 mm，壓差式信號為538 mm：試驗結果見表1。
表1液氨儲罐實驗結果從表2中可以看出，差壓式控製（zhì）對液氨儲罐液位的顯示與現場的磁翻板液（yè）位計的顯示數據有一定的（de）偏差，這種偏差主要是（shì）由於溫度（dù）的變化（huà）引起（qǐ）液氨密度的變化（huà），致使液位的變化而引起的。差壓變送器所測（cè）量的結果（guǒ）是壓力差，由於儲油罐一般（bān）是圓柱形，其截（jié）麵圓的麵積S是（shì）不變的，所以卸與高度Ah成正比。在溫度變化時，液氨的密度隨之變化，液氨體積膨脹或縮小（xiǎo），所以實際液位升高或降低。如（rú）果需要顯（xiǎn）示實際液位，也可以進（jìn）一步引入介質溫度（dù）補償予以解決。從表1中可以看出，A／B與C比較接（jiē）近，因此（cǐ），對於液（yè）位的溫度補償可以粗略地采用密度的比值來進行修正：如果想得到修（xiū）正，可（kě）以采（cǎi）取密度變化曲線擬合的方式加以解決。從表1還可（kě）以看出，電阻式控製對液位的（de）顯示與現（xiàn）場磁翻板液位（wèi）計的顯示一致，這是因為磁性浮子與傳感器電（diàn）阻同時滑動，變化（huà）一致，因此顯示也是一致的。從這一點（diǎn）上來說（shuō），采用電阻式控製比采用差壓（yā）式控製所顯示（shì）的液位要得多。但是如（rú）果磁性浮子發生故障(浮子卡住、損壞)，現場指（zhǐ）示、遠傳信號同時（shí）失（shī）靈，影響監控。而差壓（yā）變送器法則不會出現這種情況，測量時具有對比性，如（rú）發現二（èr）者讀數不同，可（kě）以早發現儀表故障及介質（zhì）密（mì）度變（biàn）化，盡早作出修正。
結束語
液氨儲罐的液位控製采用了磁翻板（bǎn）液位計現場顯示與液位遠傳裝置組合的形式實現。由液位遠傳裝置信號轉換成二線製4～20 mA DC標準信號輸出（chū），該信號可方便地與數顯表配套使用，從而達到顯示、控製、調節和報警的（de）目的，增加了液氨儲罐液位監控（kòng）的可靠性。本文介紹的兩種控製方法各有利弊，但從安（ān）全性考慮，推薦采用磁翻板液位計與差壓變送（sòng）器結合的（de）方法對液（yè）氨儲罐液位（wèi）進行監（jiān）控。
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