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1、二硫化碳計(jì)量的困難性

二硫化碳是粘膠化纖的主要原料，此外還廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、促進(jìn)劑、助劑、溶劑等方面，是一種重要的化工原料。因此 , 無(wú)論是在交易中，還是在工廠生產(chǎn)的內(nèi)部成本管理中，對(duì)二硫化碳的計(jì)量都是必需的。但是，二硫化碳易燃易爆 , 在眾多的石油化學(xué)品中，它是最危險(xiǎn)的化學(xué)品之一。為了保證使用的安全，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存中都采用水封的方法，因為二硫化碳在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為 11262g/ cm3，比水重的多，所以在運(yùn)輸和儲(chǔ)存的容器上方加上水 , 避免其揮發(fā)和與外界直接接觸。這樣做安全是保證了 , 但卻給計(jì)量增加了困難。由于二硫化碳總是伴有水，因此，不能簡(jiǎn)單地用流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。如果用流量計(jì)計(jì)量，必須在流量計(jì)之前增加一個(gè)裝置 ，首先判別流過(guò)的是水還是二硫化碳，這就使計(jì)量變得很復(fù)雜，而且大大增加了成本，所以這種方法是不可行的；由于伴有水，稱重法計(jì)量也不可取。鑒于這種情況，通常采用容積計(jì)量法。

采用容積計(jì)量，其計(jì)量器具必須做到如下幾點(diǎn)：

(1)必須是界面測(cè)量，而不是簡(jiǎn)單的液位測(cè)量；

(2)必須具有很高的精度，至少應(yīng)優(yōu)于0.12%；

(3)按照防爆規(guī)范，二硫化碳應(yīng)當(dāng)屬于本安IIC級(jí)T5組。即計(jì)量?jī)x表的防爆級(jí)別應(yīng)為EiaIICT5 以上。

2、現(xiàn)行的計(jì)量方法及存在的問(wèn)題

2.1.1人工計(jì)量法

在銅棒上涂上鉛油，插入容器內(nèi)，由于二硫化碳和鉛油發(fā)生化學(xué)作用，使銅棒變黑，而水與鉛油不反應(yīng)，保持原色。銅棒在容器內(nèi)停留一定時(shí)間后取出，用皮尺或鋼卷尺測(cè)量發(fā)黑部分的長(zhǎng)度，即代表二硫化碳在容器中的液位高度。這種方法每測(cè)一次都要涂鉛油，都要把容器打開、關(guān)閉，非常耗時(shí)、費(fèi)力，并且有氣味，有損操作者的健康。更主要的是測(cè)量誤差大。首先，銅棒在容器內(nèi)是否垂直、容器底部是否水平而引起的誤差；其次，鉛油涂的多少，銅棒插入時(shí)間的長(zhǎng)短，界面是否穩(wěn)定等諸多因素也會(huì)引起測(cè)量誤差；再者，皮尺、鋼卷尺本身精度就不高 , 拉的松緊也會(huì)有影響，不同的人測(cè)量結(jié)果也不同，而且還會(huì)發(fā)生很大的偶然誤差。通常來(lái)說(shuō)，人工測(cè)量的絕對(duì)誤差至少在5～10mm以上，對(duì)于一個(gè)直徑為2600mm，長(zhǎng)為 12912mm的大罐，引起的計(jì)量偏差為26215～41615kg，價(jià)值約68215～108219元。

2.1.2 磁翻板式液位計(jì)

利用水和二硫化碳密度的不同，采用浮球原理來(lái)測(cè)量二者的界面，并以磁耦合的方式帶動(dòng)翻板來(lái)顯示界面高度，或引發(fā)干簧繼電器動(dòng)作輸出遠(yuǎn)傳電信號(hào)。該類儀表由于有翻轉(zhuǎn)及干簧離合等機(jī)械動(dòng)作環(huán)節(jié) , 隨著時(shí)間和環(huán)境的變化，極易發(fā)生故障，可靠性不高。一般誤差都在±1%F.S，甚至更大，難以作計(jì)量用。

2.1.3射頻導(dǎo)納式物位計(jì)

射頻導(dǎo)納式物位計(jì)是在電容式物位計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型儀表，它是根據(jù)水和二硫化碳介電常數(shù)的不同來(lái)測(cè)量?jī)烧叩慕缑?。該表安裝方便，性能可靠，最小精度為±015%F.S，作為一般顯示和控制尚可，但用于高精度計(jì)量是不適宜的?；谏鲜銮闆r，二硫化碳計(jì)量一直是一個(gè)大難題，尋找精度高、性能可靠的計(jì)量?jī)x表也一直是交易和生產(chǎn)的迫切需要，而磁致伸縮式液位計(jì)正是這樣一種理想的計(jì)量?jī)x表。

3、磁致伸縮式液位計(jì)的原理和特點(diǎn)

3.1.1 磁致伸縮式液位計(jì)工作原理

磁致伸縮式液位計(jì)是由測(cè)量管、浮子和電子變送器3部分組成。測(cè)量管外管為不銹鋼保護(hù)管，內(nèi)部為磁致伸縮線；浮子沿測(cè)量管隨液面上升或下降，浮子內(nèi)裝有永久磁鐵，并在周圍形成磁場(chǎng)；電子變送器定時(shí)發(fā)出詢問(wèn) (電流) 脈沖，也稱起始脈沖，該脈沖沿磁致伸縮線向下傳播, 在向下運(yùn)動(dòng)中，在其周圍也產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。兩磁場(chǎng)相遇瞬間產(chǎn)生一個(gè)扭力，作用于磁致伸縮線上，形成一個(gè)返回脈沖。該脈沖以固定的速度向上傳播，并被電子變送器所接收。通過(guò)測(cè)量起始脈沖與返回脈沖之間的時(shí)間間隔，即可精確地確定被測(cè)液位的高度。

3.1.2 磁致伸縮式液位計(jì)的特點(diǎn)

①浮球測(cè)量原理，該表仍以浮球原理為測(cè)量基礎(chǔ)，因此它不僅可以測(cè)液面，還可以測(cè)界面。除浮球外，沒(méi)有其它機(jī)械可動(dòng)件，所以性能可靠，使用壽命長(zhǎng)，測(cè)量范圍硬桿式為911m，軟纜式可達(dá)22m。同時(shí)它還可測(cè)介質(zhì)的溫度。②測(cè)量精度高，精度高是該表的突出優(yōu)點(diǎn)，其精度可達(dá)0101%F.S。在現(xiàn)有的物位計(jì)中，只有浮子鋼帶、雷達(dá)和光纖物位計(jì)的測(cè)量誤差可達(dá)到毫米量級(jí)，但在實(shí)際應(yīng)用中，其可靠性和準(zhǔn)確性與磁致伸縮液位計(jì)相比仍有差距。例如：光纖物位計(jì)的精度也僅為0103%F.S。所以磁致伸縮液位計(jì)是容積計(jì)量的最佳選擇。③安裝簡(jiǎn)單標(biāo)定方便，磁致伸縮液位計(jì)另一個(gè)特點(diǎn)是安裝、調(diào)試、標(biāo)定十分簡(jiǎn)單方便。在安裝現(xiàn)場(chǎng)和安裝件確定之后，可準(zhǔn)確計(jì)算出液位 (或界面) 零點(diǎn)及滿量程在測(cè)量保護(hù)管上的相應(yīng)位置，在安裝前即可通電調(diào)試，把浮子分別置于零點(diǎn)和滿量程位置，調(diào)零點(diǎn)和滿量程輸出分別為4mA和0mA，無(wú)須通過(guò)液面 (或界面) 升降來(lái)調(diào)試、標(biāo)定，大大節(jié)省了人力和物力，為用戶帶來(lái)極大的方便。液位計(jì)一般在出廠前已為用戶調(diào)好零點(diǎn)和滿量程，只要通電檢查儀表是否正常后，即可安裝，甚至省去調(diào)試和標(biāo)定。④關(guān)于防爆，磁致伸縮液位計(jì)在實(shí)現(xiàn)本安防爆上較其它儀表略難些，不是所有型號(hào)的磁致伸縮液位計(jì)均能符合防爆現(xiàn)場(chǎng)的要求，在選用時(shí)應(yīng)特別注意。相當(dāng)我國(guó)iaIICT5防爆等級(jí)，歐共體CE認(rèn)證標(biāo)志是EXiaIICT5。而北美CM和CSA認(rèn)證相應(yīng)的等級(jí)應(yīng)當(dāng)是本安1級(jí)1區(qū)A組，這個(gè)防爆等級(jí)，只有少數(shù)型號(hào)磁致伸縮液位計(jì)才能達(dá)到。

4、應(yīng)用及效果

某大型化纖生產(chǎn)企業(yè)，二硫化碳用量很大，原來(lái)曾用過(guò)磁翻板式液位計(jì)，但是故障較多，誤差也大，大部分是用人工計(jì)量。人工計(jì)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，偏差較大，不能適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需要。因此，通過(guò)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、設(shè)計(jì)，在短絲二分廠直徑2000mm和2600mm的兩個(gè)臥式罐上安裝了磁致伸縮液位計(jì)，用于進(jìn)廠原料計(jì)量。并配上進(jìn)口的4/?位數(shù)顯儀表, 精度優(yōu)于011%，最大誤差≤2mm。投用以來(lái)運(yùn)行良好，操作人員省去了繁瑣的勞動(dòng)，在儀表室隨時(shí)可以監(jiān)測(cè)到二硫化碳的貯量；計(jì)量和管理部門認(rèn)為計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，非常滿意；二硫化碳供應(yīng)者也認(rèn)為這種計(jì)量比原來(lái)更科學(xué)公正，認(rèn)可。所以用磁致伸縮液位計(jì)計(jì)量二硫化碳是大家的共識(shí)，應(yīng)用是成功的。充分利用磁致伸縮液位計(jì)的功能進(jìn)行二硫化碳計(jì)量，還可以再提高一步。例如用兩個(gè)浮子，其一測(cè)二硫化碳界面，另一個(gè)用于測(cè)水的液面即總的液位高度, 可以使生產(chǎn)更加安全。磁致伸縮液位計(jì)還有測(cè)溫度功能，能測(cè)出二硫化碳介質(zhì)溫度，對(duì)其密度進(jìn)行修正，可以使計(jì)量更加準(zhǔn)確。