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磁致伸縮液位傳感器的測量技術(shù)是目前公認的精度最高，穩(wěn)定性最好的非接觸式液位測量。磁致伸縮液位傳感器它可以同時測量液位、界面和溫度，廣泛應用在石油、化工、冶金等領(lǐng)域的油罐、加油站、水處理、中間反應器等場所-組成儲罐、液位檢測計量、安全監(jiān)控與庫存管理系統(tǒng)。
國外許多廠商開始著手研制新一代的儲油監(jiān)測系統(tǒng)和磁致伸縮液位儀，眾多國外著名傳感器制造廠商紛紛攜其儲油測控系統(tǒng)和該系統(tǒng)的核心產(chǎn)品磁致伸縮液位儀搶灘國內(nèi)市場，并形成了一定數(shù)量的應用實例。從目前在中國石化集團公司下屬的一些油品儲運企業(yè)的調(diào)查來看，在罐上或加油站采用了該種產(chǎn)品的企業(yè)，基本消除了油品的流失現(xiàn)象和不安全隱患，降低了物流損耗，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。但由于該產(chǎn)品完全依賴進口，價格昂貴且維護不便，最終使得這種測量手段難以在國內(nèi)大范圍推廣使用。

1、磁致伸縮液位傳感器的工作原理

磁致伸縮液位傳感器由兩部分組成：一條密封的磁致伸縮傳感桿及一個堅固的電子探頭。探頭內(nèi)含有測量與輸出的電子模塊。測桿外管用于保護內(nèi)部用作傳感的波導管。磁致伸縮液位傳感器的工作原理是利用磁效應和超生效應兩者相結(jié)合來達到測量目的。磁效應是基于磁致伸縮原理的維德曼效應和維拉里效應。測量時液位儀頭部的電子部件產(chǎn)生一低電流“詢問”脈沖，此電流同時產(chǎn)生一磁場沿波導管內(nèi)的感應線向下運行。在液位傳感器管外配有浮子，此浮子隨液位變動沿桿上下移動。由于浮子內(nèi)設有一組磁鐵，所以浮子同時產(chǎn)生一個磁場。當電流磁場與此浮子磁場相遇時，即產(chǎn)生一種名“波導扭曲”的脈沖，或簡稱為“返回”脈沖。從詢問脈沖開始至返回脈沖被電子部件探測到的時間差，即是相對于液體變動的位置。通過計算可以看出：超聲扭轉(zhuǎn)波的傳播速度為常數(shù)，因此只需通過測量從發(fā)射電脈沖，檢測返回脈沖的時間差，就可以算出液面的位置。

2、磁致伸縮液位傳感器的關(guān)鍵技術(shù)
經(jīng)過多年的應用和實踐，相比于其他液位儀表，磁致伸縮液位傳感器有許多突出的優(yōu)點。主要表現(xiàn)在：
①工作十分可靠。由于磁致伸縮液位傳感器采用的是波導原理工作，所以，裝置內(nèi)部沒有機械運動部分，不存在摩擦、磨損等弊病。整個轉(zhuǎn)換器是被封閉在不銹鋼管內(nèi)，和被測量介質(zhì)沒有接觸，因而傳感器工作可靠，壽命期長。
②多參數(shù)測量。磁致伸縮液位傳感器另一大特點是集測量液面、界面、溫度等參數(shù)于一身，因為磁致伸縮液位傳感器中的電子部件可以探測到由同一發(fā)射脈沖所產(chǎn)生的連續(xù)磁波，所以在同一傳感桿上可配裝兩個甚至多個磁浮子，只要保證浮子重量與介質(zhì)比重相對應，則可同時測得液面和界面，真正實現(xiàn)多參數(shù)測量。
③測量精度高。由于磁致伸縮液位傳感器是用波導脈沖來實現(xiàn)計量，工作中通過激勵脈沖和感應脈沖的時間差來測定被測液面的位移量，因此，精度極高，這是使用其他傳感器難以達到的測量精度；在大致相同或較低的成本下，磁致伸縮液位傳感器比起其他以電容、壓力、機械、超聲波或伺服裝置等測量系統(tǒng)具有更高的精度和更佳的經(jīng)濟效益。
④安全性能好。磁致伸縮液位傳感器的防爆等級一般有隔爆型和本安型兩種，適合工作在各種易燃、易爆、高溫、高壓等危險場所，測量時無需人工開啟罐蓋，避免了人工測量帶來的不安全隱患。
⑤安裝維護方便。由于磁致伸縮液位儀采用法蘭連接方式，故安裝及其簡便，而且核心元件與介質(zhì)不接觸，產(chǎn)品模塊化結(jié)構(gòu)，智能化設計，無需定期維護和定期標定，給使用者帶來極大的方便。
⑥容易實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。磁致伸縮液位傳感器輸出的是標準信號，便于微機處理，可實時將液位數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)上共享；由于它是以時間為參數(shù)的測量方法，可以更好地與計算機配合，也容易使長距離傳輸成為可能。

3、磁致伸縮液位傳感器的應用
1.應用范圍
基于磁致伸縮液位傳感器本身的特點，使得其應用十分廣泛，包括工業(yè)流程、石油化工、電力、冶金、生化制藥、食品加工等工業(yè)過程，在所有儲罐液位測量應用范圍內(nèi)，磁致伸縮液位傳感器可以符合以上的應用需要，這里包括成品油、多數(shù)溶劑、酸性液體、腐蝕性液體、酒精類及藥劑等。液位傳感器的探桿可以由防腐蝕材料制成，用于測量腐蝕性介質(zhì)；也可以選用衛(wèi)生型探桿用于生化制藥和食品加工場合。
2.典型應用

在現(xiàn)有的工業(yè)過程模式中，液位測量的目的不外乎有兩個：一是計量，二是監(jiān)測控制。計量需要儀表能在不斷變化的工業(yè)過程中連續(xù)滿足用戶高精確度計量的需求；監(jiān)測控制則要求現(xiàn)場儀表提供可靠和實時的信號輸出。在有些應用場合，用戶既希望測量整體油位，同時還要知道油水界面的位置來加以控制。磁致伸縮液位傳感器能夠滿足同時測量液位、界面和溫度的需求，配上合適的硬件和軟件組成一個完整的液位計量和監(jiān)控系統(tǒng)。

3.在勝利油田推出了一個原油儲罐自動計量與網(wǎng)上查詢系統(tǒng)，該系統(tǒng)的重要構(gòu)件即是可同時測量界面和油位的磁致伸縮液位儀。這個系統(tǒng)中的原油儲罐高，直徑大；內(nèi)部介質(zhì)共有3層，下層為水，中間為油水混合層，上部為油；采用傳統(tǒng)的雙法蘭差壓式液位變送器探測，安裝比較復雜，測量不準，維護量大。用射頻導納變送器來檢測油水界面，由于其工況條件相當復雜，乳化層的厚度以及成分都處在不斷變化的過程中，加之射頻導納變送器本身精確度也較低，因此測量效果不理想。加之射頻導納變送器只能測一個量，要完成上述系統(tǒng)，還需要另配一臺液位儀來檢測油位，這將導致硬件成本的增加以及維護安裝工作和人力大量投入，也并非一個理想的選擇。
磁致伸縮液位傳感器是一個“多面手”，完全解決了上述問題，而且綜合成本低，達到計量的要求。在該系統(tǒng)中，磁致伸縮液位儀能夠精確獲得乳化層與油的界位以及油位高度，通過1234協(xié)議直接將數(shù)據(jù)傳送至系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)運算獲得了比較準確的油量數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡上實現(xiàn)了實時查詢。

4.過程監(jiān)控
磁致伸縮液位儀在工業(yè)過程控制上有著廣泛的應用，工業(yè)過程控制往往要求物位儀表能在惡劣工況條件下可靠地測量。在保證可靠性的前提條件下，精確度越高越好，尤其是在溫度壓力比較高的場合，高精確度、高可靠性的磁致伸縮液位測量技術(shù)是一種上佳的選擇。
燕山石化集團公司66萬噸乙烯改造項目，在過程控制的液位儀表選用上，選用了磁致伸縮式液位儀，較好地解決了傳統(tǒng)的雙法蘭差壓式液位儀在設備開孔安裝上不方便、標定麻煩以及外浮筒式液位儀在冬季生產(chǎn)中的可靠性不夠、維護量大和雷達式液位儀受介質(zhì)介電常數(shù)影響大、安裝要求高的問題。在過程控制領(lǐng)域，磁致伸縮液位測量技術(shù)的巨大優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)。

5.罐區(qū)監(jiān)測

在液化石油氣罐液位測量中，磁致伸縮液位傳感器也是一個最佳選擇，液化石油氣由一些介電常數(shù)較低的烴類物質(zhì)組成，并通常具有較大的揮發(fā)性，因此雷達或者超聲波在該場合下的應用并不理想，由于電磁波對介電常數(shù)低的介質(zhì)反應遲鈍，回波信號弱，有些甚至直接穿透介質(zhì)，返回虛假信號，導致無法測量。但是磁致伸縮液位儀不會受到這些因素的影響，而且可以測量溫度。

4、結(jié) 論
綜上所述，磁致伸縮液位傳感器由于具有高可靠性、高精確度、低故障率、廣闊的適應范圍、多參數(shù)測量、維護方便等突出優(yōu)點，已被石油化工行業(yè)專家認為是液位和界位測量的優(yōu)選儀表，是計量與過程液位監(jiān)控的理想選擇。尤其是在介質(zhì)介電常數(shù)低、介質(zhì)揮發(fā)性強、安裝要求高、需要測量界面的應用場合，因磁致伸縮特性不受介電常數(shù)、溫度、壓力、氣象條件等因素的影響而成為用戶的首選方案。在工業(yè)生產(chǎn)一體化與大型化的趨勢下，磁致伸縮液位傳感器在未來的液位測量方面將會有著更加廣闊的應用空間。