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新闻资讯

磁翻板液位计测量结果与实际液位为什么存在偏_

2020-03-30    

磁翻板液位计仪表反应速度快,读数直观方便。该仪表的事情方式基于浮力与磁耦合原理,由于在测量中存在种种影响其物理量的情况,因此普遍存在液位测量结果与实际液位存在偏差的发生,根据企业在生产中出现的磁翻板液位计测量结果偏差较大的情况予以分析,以期解决此类问题。
 
 
 
一、问题背景 在AHP(高压加热器)001BA(用001BA指代实际的罐)中有两个液位测量装置,分别为AHP001MN和AHP001LN(用001MN和001LN指代实际的测量装置),其中AHP001MN为超声波液位测量装置,AHP001LN为当场显示的磁翻板液位计,两个液位计测量同一液位。
 
 
 
在事情过程中遇到了001LN测量的液位值比实际设定的液位值要高10cm,在测量通道中水温会低于罐中的水温,水温下降会导致水的密度上升,水的密度上升会产生两个相反的作用:①测量通道中水位下降,001LN测量值偏低;②001LN浮球有更多片面浮在水面上,造成测量值偏高。在本文中会对这一现象做出分析,并提出解决方案。
 
侧装、顶装 磁翻板液位计布局安装表示
 
 
 
二、 原因分析 假设罐子的实际液位为h2,由于AHP001中为高温高压的水,在引出测量管线测液位的过程中,由于保温套管或是其它方面的原因会造成001MN和001LN测量管中的水温低于001BA中的水温,由常识可知在压力不变的情形下水的温度反向作用于水的密度,在该问题中即是由于测量端的水温下降,测量装置中水的液位由设定值h2降低为h1。在问题分析中我们必须做出一个假设,那即是测量装置001MN和001LN中的水温是一样的,这样可以保证两个装置的水位一致。AHP001MN测量到的水位为h1,低于设定值,此时水位控制系统开始事情,将测量装置中的水位提升到h2。
 
 
 
水位进行调整时,将测量装置中的水位调整到了h2,此时实际001BA中的水位为h3。装备正常事情时,在001BA中的水位究竟为多少是不可知的,我们只能假设AHP001MN测量装备非常先进,它所测量的即为001BA中的实际液位,在测量通道的水位由于温度下降而降低时,控制作用会增加001BA中的水,直达001MN测量的水位为设定值。而AHP001LN和AHO001MN两个测量管道中的水位是一致的,因此不管测量管道中的温度下降到什么程度,可能会在短时间内测量通道的水位低于设定值,但经过调整都会达到设定值的水位,因此测量通道的水位下降不会直接导致001LN液位测量值下降。
 
 
 
当水温下降,水的密度进步时会影响浮球在水中的位置,进而影响到测量的水位。磁翻板液位计的浮球是由三节空心不锈钢圆筒组成,其中非常上面一节圆筒中线位置含有磁性材料,它带动外边磁翻板动作,产生液位指示信号[1]。假設每个浮球的中心片面近似为一段圆柱,浮球按照安装方向竖直放置时,h1为顶部浮球中心点,h2为液面对应高度,Δh为两者比较高度(Δh=h2-h1),底部到h1高度对应浮球的体积为V1,液面高度所对应浮球的体积为V2,两者的比较体积为ΔV(ΔV=V2-V1),假设液面所对应的位置处于浮球圆柱片面,则有以下公式:
 
由于浮球是浮在液位中的,因此满足阿基米德原理,即物体浸在液体中排开液体的重力等于物体浸在液体中受到的浮力,满足公式当浮球在顶端中线附近浮动时,可将浮球近似为一个圆柱体,因此由公式将公式进一步简化,可得:
 
在公式中,Δh为实际液位偏离浮球顶端中线的距离,m为浮球的重量,r为浮球的半径,ρ为实际液体的密度。对以上参数进行测量,实际结果如下所示:
 
在测量的过程中,由于工具所限,在质量测量上可能会有一定的偏差,范围在10g以内,我们以10g的偏差对非常终的结果影响如下:
 
当m=850g,ρ=860kg/m3,时,计较所得Δh=-1.8cm;当m=840g,ρ=860kg/m3时,计较所得Δh=-2.2cm,因此测量过程中浮球质量的精度对实际液位测量不会很大。由于本文将浮球近似为一个圆柱体,因此只有液面在浮球轴向一定范围内(设为L)才有效,本模型才够适用。
 
为了求出密度变化的允许范围,行使公式可得,当-≤Δh≤时,求得液体的密度取值范围为710kg/m3≤ρ液≤944kg/m3。各个功能位置密度ρ与浮球高度Δh如表2所示,由公式可得液体密度与比较高度的关系,如图1所示:
 
横坐标为液体的密度,纵坐标为浮球的比较高度,由图可知,液体的密度越大,浮球在液面以上的部位越多,测量得到的液位值越大。
 
 
 
三、原因小结 ①001MN测量管道的温度低于001LN测量管道温度,这样可以会使001MN处液位低于001LN处,造成磁翻板液位计测量值偏高。②001LN测量管道温度低,液体密度升高,导致磁翻板液位计测量值升高。
 
既然测量到的磁翻板液位计总是比设定值高,此时应采取有效措施将该液位计的示数降下来,在这里选用的是非常简单的方法——给浮球增加重量。可采用两个不锈钢316L圆饼,直径3cm,高度1cm,密度8.03g/cm3每个圆饼重量约55g,将这个不锈钢圆饼焊接在浮球的底部可以增加浮球的重量。 假设液体的密度为860mg/m3,此时由公式可知比较高度Δh与浮球质量的关系如公式所示:
 
由公式可知,在密度确定的情况下,浮球重量每增加55g,比较高度变化1.9cm,即观测到的磁翻板液位计指示值下降1.9cm,该情形下假设要消除10cm的测量需要挂上5个不锈钢圆饼,但是由于原模型有-≤Δh≤的限制,为了保证精度,Δh的取值应小于4.7cm,液体的密度为860mg/m3,浮球默认比较高度为-1.8cm,所以总共有6.5cm的裕度,可以挂3个不锈钢圆饼,将测量指示值拉下来5.7cm。此时若挂上第4个不锈钢圆饼,浮球的总质量达到1060g,而浮球的总体积(含加上去的不锈钢铁饼体积)约为1280ml,在密度为860mg/m3的液体下,非常大浮力为1100g,在该情形下浮球基本上绝大片面浸在液体里面,且一旦液体的密度稍作改变,浮球就有下沉的凶险,不适合做液位指示,倘若在浮球上加5个不锈钢圆饼,浮球将直接沉入液体底部。
 
 
 
四、解决方案 可以在浮球底部焊接不锈钢铁饼,增加浮球重量,使浮球更多片面浸在液体中,从而降低磁翻板液位计的指示值,但是不能过多地增加浮球的重量,因为有可能会造成浮球的重力大于浮力而导致其直接沉入液底。

简单介绍:
HQ-UHZ59-C磁性翻板液位计是以磁浮子为测量元件,磁钢驱动翻柱显示,无需能源。适用于低温到高温、真空到高压等各种环境。是石油、化工等工业部门的理想液位测量产品。
详情介绍:
 
 
 
HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计
 
※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计概述
 
HQ-UHZ--59/C型系列侧装式磁翻柱液位计,是本公司引进、吸收、消化、提高、按原化学工业部颁布的磁性液位计标准HG/T21584-95研制生产的产品。可用于各种塔、罐、槽、球形容器和锅炉等设备的介质液位检测。该系列磁性液位计可以做到高密封、防泄漏和适应高压、高温、腐蚀性条件下的液位测量,具有可靠的安全性。它弥补了玻璃管(板)液位计指示不清晰,易破碎的不足,不受高、低温剧变的影响,不需多组液位计的组合。全过程测量无盲区,显示醒目,读数直观,且测量范围大。特别是现场指示部分,由于不与液位介质直接接触,所以对高温、高压、高粘度、有毒、有害、强腐蚀性介质,更显其优越性。因此,它比传统的U玻璃管,板式液位计具有更高的可靠性、安全性、先进性、实用性。
 
 
 
 
※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计结构原理
 
液位计根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时,液位计主导管中的浮子也随之升降,浮子内的长久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器,驱动红、白翻柱翻转180度,当液位上升时,翻柱由白色转为红色,当液位下降时,翻柱由红色转为白色,指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度、从而实现液位的指示。
 
 
※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计特点
 
●适合容器内液位介质的液位、界位的测量。除现场指示,还可配远传变送器、控制开关,检测功能齐全。
 
●指示新颖、读数直观、醒目,观察指示器的方向,可根据用户需要改变角度。
 
●测量范围大,不受贮槽高度限制。
 
●指示机构与 被测介质完全隔离,因而密封性好,可靠性高,使用安全。
 
●结构简单,安装方便,维护费用低。
 
●耐腐蚀。
 
●防爆。
 
 
※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计主要技术参数
 
●测量范围:300~15000mm
 
●准确度:土10mm,土16mm
 
●翻柱直径:10mm,16mm
 
●工作压力:1MPa~6MPa,防腐型≤1.0MPa
 
●介质密度:≥0.45g/cm3
 
●介质密度差:≥0.15g/m2(测量界位)
 
●介质温度:20C~+450C
 
●介质粘度:≤0.4Pa·S,对于粘度大的介质或温度低时易结晶的介质,可根据用户要求选用加热型夹套式液位计。
 
●本厂出厂连接法兰尺寸:DN20,PN1.0(公制管)
 
●连接法兰:采用化工部1998年zui新颁布的HG20592~20635-97法兰标准,若采用其他法兰标准(如GB.ANSI.DIN等标准)请用户在订货时注明。
 
对于高压型侧装式磁性液位计连接法兰采用HG20595-97带颈对焊连接法兰DN25.PN4.0,密封面形式突面或凸面。
 
●远传配套仪表的主要技术参数请参阅本公司选型资料有关内容。
 
●如有特殊要求可 在订货时商治。
 
 
※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计钢管法兰标准
 
本厂出厂的液位计连接法兰均采用1998年2月1日实施的化学工业部(HG20592-20635-97)标准,本标准是在原标准HGJ44-76-91,以及HG20529-92标准的基础上,参照ISO7005-1(1992)标准和ANSI、DIN标准修订而成的。修订后的新标准包括国际通用的欧洲和美洲两大体系,形成一套内容完整、体系清晰、适合国情,并与国际接轨的管法兰、垫片、紧固件标准。该标准的适用钢管外径由国内沿用系列扩展到国际通用系列(A)和国内沿用系列(B)。
 
 
※防腐型材料
 


※国内外常用不锈钢材料对照表






※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计产品选型标记


※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计选型举例


●测量介质为31%盐酸贮槽液位,其密度为1.14g/cm3,接液主体材质为PVC,平焊法兰连接,配排污阀及隔爆型磁性液位控制器、测量范围为3000mm,工作压力为0.6MPa。


选型标记:HQ-UHZ-59/CFL5G-LKD-3000-0.6-1.14(LK磁性液位控制器的选型另行标记)


●测量醋酸贮槽液位、采用侧装式蒸汽夹套型磁性液位计、液位计底部不配排污阀,主体材质全不锈钢(304)、活套法兰连接,无辅助装置。测量范围:0-1800mm,工作压力:-0.1MPa,工作温度:10C,介质密度:1.1g/cm3


选型标记:HQ-UHZ-59/J02T-00-1800-0.1-0.1




※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计应用须知


●侧装式磁性液位计的辅助装置配套仪表及附件见本选型资料有关章节。


●用户设备上的配接法兰应注意保证制造和焊接时的形位公差,否则将影响安装和使用。


●外形结构图中的“M”称为侧装式磁性液位计的“沉筒距”,这是用户必须了解的-一个液位计基本参数中的一个重要参数。根据阿基米德定理,液位计磁性浮子的长度取决于被测液体介质的密度,液体介质密度越小,磁性浮子越长,相应主导管从下引液管至底部的“沉筒距”长度也就越长,反之就越短。为便于设计人员设计和用户正确使用、安装,特列出典型液体介质密度及沉筒距对照表,可作参考。液体介质密度与沉筒距对照表(参考数据)




※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计安装、使用和维护


●为防止运输途中磁性浮子在主导管内高速运动而被撞击,液位计出厂前,用卡丝将磁性浮子固定在下引液管处,用户在安装使用前应先抽去卡丝方能安装。


●液位计安装必须垂直,以保证磁性浮子在主导管内上下运动自如。


●液位计与容器之间应装有截止阀,以便清洗和检修时切断物料。


●液位计筒体周围不容许有导磁体靠近,否则会直接影响液位计正常工作。


●液位计安装完毕后,需用磁钢进行校正,对磁翻柱导引一次,使零位以下显示红色,零位以上显示白色。


●液位计投人运行时,应先打开上引液管阀门,然后慢慢开启下引液管阀门,让液体介质平稳地进入主导管,避免液体介质带着浮子急速上升,造成磁翻柱翻转失灵或翻乱(若遇此现象,可用磁钢重新校正)。


●打开底法兰盲板、装入磁性浮子时,应注意重端带磁性一端向上,不能倒装!


●液位计简体内不应有固体杂质和磁杂质进人,以免对浮子造成卡阻及减弱浮力。


●根据介质情况,可定期打开排污阀清洗主导管,**管内沉积物质。




※HQ-UHZ-59/C型系列侧装式磁性液位计订货须知(订货时请提供下列数据)


●型号规格


●被测介质名称及密度


●测量范围


●法兰标准及连接形式


●工作压力


●介质温度


●配套仪表及附件


●特殊要求







 安装示意图





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