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[摘要]磁致伸缩液位仪是根据电磁场理论，应用磁致伸缩原理来实现储罐液位测量的高精度仪表。本文主要介绍了MET型磁致伸缩液位仪的原理、特性、安装方法及日常维护措施，并对其在罐区中的应用进行分析、探讨。
[关键词]磁致伸缩安装维护
Abstract：Magnetostrictive liquid level sensor realizes exact measure of tank level according to electromagnetic and magnetostrictive theory.This paper introduces theory，configuration，installation and maintenance measures of MET magnetostrictive liquid level sensor.Investigation and analysis applies in tank areas.
Keywords： magnetostrictive installation maintenance
中图分类号：O482.52+6 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）31―0335―01
1.前言
在生产当中，精确测量储罐中介质的液面以及同一容器内多种介质的界面，尤其是重要的反应器和大容积储罐，其液位测量尤为重要。该液面的测量准确与否直接关系到产品的产量和质量、原材料的消耗、成本核算、生产安全及环境污染等重要问题。
在实际工程中常使用玻璃板、浮筒等传统液位计对液位进行测量，但是在动态过程当中，大多数的液位计在测量液位时反复的存在着以下几个问题：（1）由于液体比重的变化引起了严重的输出误差。（2）由于有的物料具有腐蚀性导致浮筒扭力管焊接处的渗透泄漏而引起输出误差。（3）物料积聚在扭矩管或浮子上导致输出偏低或滞后。而MET型磁致伸缩液位仪是应用于各类液态介质储罐液位测量的高精度仪表，并可同时测量双介质界面、多点温度等参数值；其在我厂芳构化、酮苯及轻质油罐区的应用成功解决了这一难题。
2.磁致伸缩液位仪的工作原理及特点
磁致伸缩液位仪电子头中的脉冲发生器产生一个沿外保护管内的波导丝传递的电脉冲，根据电磁场理论，电脉冲同时伴随一个环形磁场以光速沿波导丝向前传递，当该环形磁场遇到浮子中永久磁铁的纵向磁场时，将与之进行矢量叠加，从而形成一个螺旋形磁场。根据磁致伸缩原理，它将引起磁致伸缩材料制成的波导丝的伸缩变形，导致波导丝产生扭转（即维德曼（Wiedemann）效应），从而产生扭转波（或返回脉冲），该扭转波沿波导丝以超声波的形式返回到传感线圈（变换器）时转换成横向应力，根据维拉里（Villary）效应，通过传感线圈的磁通将发生变化，从而在传感线圈两端产生可以检测到的感应电压，由于超声扭转波的传播速度为一定值，因此这样就可以通过精确测量发射脉冲和返回扭转波的时间差来确定浮子的精确位置。
MET系列磁致伸缩液位仪是一种可对动态系统中的连续液位、界位进行测量，并提供用于监视和控制模拟信号输出的高精度测量仪表。其具有多参数测量、精度高、安全性好、可靠性高、安装及维护简便、利于与DCS系统相连接实现自动化控制等特点。
3、磁致伸缩液位仪的安装
相对于其他类型的液位计，磁致伸缩液位仪具有安装简便、易于使用以及测量精度高量等优点，我们可因地制宜地将安装地点选择在在罐体或旁通管上，并尽量远离进出料口及可能造成液面扰动的位置。其安装均采用法兰连接，应保证法兰水平安装误差小于0.5°，节约安装成本。为使仪器正常、准确工作，安装时须遵循以下步骤：
（1）取出磁致伸缩液位仪，将安装杆末端固定浮球的限位卡箍打开，将浮球从不锈钢外管上滑出，将安装上法兰盘穿过不锈钢外管，移动到探测器头部，与可调节螺栓相连接（此时先不要拧紧）；
（2）将浮球穿过磁致伸缩液位仪的不锈钢外管上，浮球上标有的向上箭头应朝向液位仪的探测器头部方向，拧紧限位卡箍，保证限位卡箍的位置距不锈钢外管底部约5厘米左右；
（3）将磁致伸缩液位仪的不锈钢外管插入油罐内，确定插到罐底后用螺栓将上下法兰盘拧紧；
（4）松动可移动接头的连接，上下调节磁致伸缩液位仪，使液位仪的底端与罐底的距离约1厘米左右（先使不锈钢外管顶到罐底，再将液位仪向上提约1厘米左右），紧固移动接头的连接，安装完成。安装示意图如下所示：
（5）将电缆线套上防爆软管及橡胶垫后穿入接线腔，自接线腔口由外向内及由内向外均添堵适量防爆胶泥，再将防爆软管与仪表壳体紧固。
（6）按照要求接线，红黑一般做为电源线（红色为24V、黑色为0V），其他颜色做为信号线用（S+、S-）。
4、磁致伸缩液位仪的日常维护与维修
4.1 磁致伸缩液位仪的日常定期维护
由于MET磁致伸缩液位仪采用免维护的设计，在日常操作时给工作带来了很多便利。但受环境温度、湿度、腐蚀性气体、振动以及磁致伸缩液位仪内部元器件老化的影响，其在运行过程中可能会出现一些潜在的问题。为使磁致伸缩液位仪能长期、稳定地运行，应定期对其进行维护检查：
（1）定期检查磁致伸缩液位仪与防爆软管相连接的电缆引入接口与壳体接线腔的密封性，按要求及时添补防爆胶泥。
（2）定期检查磁致伸缩液位仪壳体前后盖是否松动，密封是否良好，应定期更换老化的橡胶密封圈，注意橡胶密封圈更换周期不应超过2年。
（3）定期检查可移动接头与法兰连接部分是否松动，若松动及时紧固。
（4）定期检查仪表接线固定螺钉有无松动，若松动及时紧固。
（5）定期对浮子内孔和外保护管上的杂质进行清理，以免卡死浮子，对含杂质较多的介质，应3～6个月进行清理一次；对较洁净的介质，清理周期不能大于一年。
4.2磁致伸缩液位仪的维修
磁致伸缩液位仪在设置与维修时需外接一台手操器以达到检测及调节内部参数的作用。其24V、0V、S+与手操器的4、5、6端子相连即可。可依照后盖内所示连线图接线，具体连接如图所示：
但如果出现仪表故障需要维修时须遵守先简后繁的原则，按以下步骤操作：
（1）检查原始参数YH；PB；K值：首先检查仪表原始参数值与出厂状态是否一致，若不一致，须重新设定。
（2）在不采样的情况下先重新调整一遍地址码盘；
（3）测试供电电压是否在18～36V范围；
（4）检查波导丝回路（J4插座两端）的电阻情况（按5.5Ω∕m估算）；
（5）检查VL、VS感应线圈电阻=104Ω±3Ω；
（6）若上述检查均正常再更换电路板；
（7）若更换电路板仍无效，须打开外保护管，适当向上提起内缆，观察液位变化，即可判断浮子位置。
（8）以上检查均无效，可以取出内缆，套上备用浮子观察液位变化，若仍无液位显示说明内缆结构有问题。
（9）最后可以打开内缆尾端，检查波导丝尾端状态，若有开焊，重新焊接。若仍不正常，须返厂维修。
5、结束语
通过在某厂芳构化、酮苯及轻质油罐区磁致伸缩液位仪的使用情况证实：MET型磁致伸缩液位仪在可靠性、适用性、准确性等方面较以往的液位测量仪表都有很大程度提高。掌握好磁致伸缩液位仪的工作原理、安装方式、日常维护及维修方法，就能更好的服务于生产。
参考文献
[1] 张祥兵等.磁致伸缩液位计在界面测量中的应用.《科技资讯》，2012.21
[2] MET磁致伸缩液位仪简明实用手册
[3] 宋建平.磁致伸缩技术在储罐中的应用.《内蒙古石油化工》，2006.07
[关键词]磁致伸缩安装维护
Abstract：Magnetostrictive liquid level sensor realizes exact measure of tank level according to electromagnetic and magnetostrictive theory.This paper introduces theory，configuration，installation and maintenance measures of MET magnetostrictive liquid level sensor.Investigation and analysis applies in tank areas.
Keywords： magnetostrictive installation maintenance
中图分类号：O482.52+6 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）31―0335―01
1.前言
在生产当中，精确测量储罐中介质的液面以及同一容器内多种介质的界面，尤其是重要的反应器和大容积储罐，其液位测量尤为重要。该液面的测量准确与否直接关系到产品的产量和质量、原材料的消耗、成本核算、生产安全及环境污染等重要问题。
在实际工程中常使用玻璃板、浮筒等传统液位计对液位进行测量，但是在动态过程当中，大多数的液位计在测量液位时反复的存在着以下几个问题：（1）由于液体比重的变化引起了严重的输出误差。（2）由于有的物料具有腐蚀性导致浮筒扭力管焊接处的渗透泄漏而引起输出误差。（3）物料积聚在扭矩管或浮子上导致输出偏低或滞后。而MET型磁致伸缩液位仪是应用于各类液态介质储罐液位测量的高精度仪表，并可同时测量双介质界面、多点温度等参数值；其在我厂芳构化、酮苯及轻质油罐区的应用成功解决了这一难题。
2.磁致伸缩液位仪的工作原理及特点
磁致伸缩液位仪电子头中的脉冲发生器产生一个沿外保护管内的波导丝传递的电脉冲，根据电磁场理论，电脉冲同时伴随一个环形磁场以光速沿波导丝向前传递，当该环形磁场遇到浮子中永久磁铁的纵向磁场时，将与之进行矢量叠加，从而形成一个螺旋形磁场。根据磁致伸缩原理，它将引起磁致伸缩材料制成的波导丝的伸缩变形，导致波导丝产生扭转（即维德曼（Wiedemann）效应），从而产生扭转波（或返回脉冲），该扭转波沿波导丝以超声波的形式返回到传感线圈（变换器）时转换成横向应力，根据维拉里（Villary）效应，通过传感线圈的磁通将发生变化，从而在传感线圈两端产生可以检测到的感应电压，由于超声扭转波的传播速度为一定值，因此这样就可以通过精确测量发射脉冲和返回扭转波的时间差来确定浮子的精确位置。
MET系列磁致伸缩液位仪是一种可对动态系统中的连续液位、界位进行测量，并提供用于监视和控制模拟信号输出的高精度测量仪表。其具有多参数测量、精度高、安全性好、可靠性高、安装及维护简便、利于与DCS系统相连接实现自动化控制等特点。
3、磁致伸缩液位仪的安装
相对于其他类型的液位计，磁致伸缩液位仪具有安装简便、易于使用以及测量精度高量等优点，我们可因地制宜地将安装地点选择在在罐体或旁通管上，并尽量远离进出料口及可能造成液面扰动的位置。其安装均采用法兰连接，应保证法兰水平安装误差小于0.5°，节约安装成本。为使仪器正常、准确工作，安装时须遵循以下步骤：
（1）取出磁致伸缩液位仪，将安装杆末端固定浮球的限位卡箍打开，将浮球从不锈钢外管上滑出，将安装上法兰盘穿过不锈钢外管，移动到探测器头部，与可调节螺栓相连接（此时先不要拧紧）；
（2）将浮球穿过磁致伸缩液位仪的不锈钢外管上，浮球上标有的向上箭头应朝向液位仪的探测器头部方向，拧紧限位卡箍，保证限位卡箍的位置距不锈钢外管底部约5厘米左右；
（3）将磁致伸缩液位仪的不锈钢外管插入油罐内，确定插到罐底后用螺栓将上下法兰盘拧紧；
（4）松动可移动接头的连接，上下调节磁致伸缩液位仪，使液位仪的底端与罐底的距离约1厘米左右（先使不锈钢外管顶到罐底，再将液位仪向上提约1厘米左右），紧固移动接头的连接，安装完成。安装示意图如下所示：
（5）将电缆线套上防爆软管及橡胶垫后穿入接线腔，自接线腔口由外向内及由内向外均添堵适量防爆胶泥，再将防爆软管与仪表壳体紧固。
（6）按照要求接线，红黑一般做为电源线（红色为24V、黑色为0V），其他颜色做为信号线用（S+、S-）。
4、磁致伸缩液位仪的日常维护与维修
4.1 磁致伸缩液位仪的日常定期维护
由于MET磁致伸缩液位仪采用免维护的设计，在日常操作时给工作带来了很多便利。但受环境温度、湿度、腐蚀性气体、振动以及磁致伸缩液位仪内部元器件老化的影响，其在运行过程中可能会出现一些潜在的问题。为使磁致伸缩液位仪能长期、稳定地运行，应定期对其进行维护检查：
（1）定期检查磁致伸缩液位仪与防爆软管相连接的电缆引入接口与壳体接线腔的密封性，按要求及时添补防爆胶泥。
（2）定期检查磁致伸缩液位仪壳体前后盖是否松动，密封是否良好，应定期更换老化的橡胶密封圈，注意橡胶密封圈更换周期不应超过2年。
（3）定期检查可移动接头与法兰连接部分是否松动，若松动及时紧固。
（4）定期检查仪表接线固定螺钉有无松动，若松动及时紧固。
（5）定期对浮子内孔和外保护管上的杂质进行清理，以免卡死浮子，对含杂质较多的介质，应3～6个月进行清理一次；对较洁净的介质，清理周期不能大于一年。
4.2磁致伸缩液位仪的维修
磁致伸缩液位仪在设置与维修时需外接一台手操器以达到检测及调节内部参数的作用。其24V、0V、S+与手操器的4、5、6端子相连即可。可依照后盖内所示连线图接线，具体连接如图所示：
但如果出现仪表故障需要维修时须遵守先简后繁的原则，按以下步骤操作：
（1）检查原始参数YH；PB；K值：首先检查仪表原始参数值与出厂状态是否一致，若不一致，须重新设定。
（2）在不采样的情况下先重新调整一遍地址码盘；
（3）测试供电电压是否在18～36V范围；
（4）检查波导丝回路（J4插座两端）的电阻情况（按5.5Ω∕m估算）；
（5）检查VL、VS感应线圈电阻=104Ω±3Ω；
（6）若上述检查均正常再更换电路板；
（7）若更换电路板仍无效，须打开外保护管，适当向上提起内缆，观察液位变化，即可判断浮子位置。
（8）以上检查均无效，可以取出内缆，套上备用浮子观察液位变化，若仍无液位显示说明内缆结构有问题。
（9）最后可以打开内缆尾端，检查波导丝尾端状态，若有开焊，重新焊接。若仍不正常，须返厂维修。
5、结束语
通过在某厂芳构化、酮苯及轻质油罐区磁致伸缩液位仪的使用情况证实：MET型磁致伸缩液位仪在可靠性、适用性、准确性等方面较以往的液位测量仪表都有很大程度提高。掌握好磁致伸缩液位仪的工作原理、安装方式、日常维护及维修方法，就能更好的服务于生产。
参考文献
[1] 张祥兵等.磁致伸缩液位计在界面测量中的应用.《科技资讯》，2012.21
[2] MET磁致伸缩液位仪简明实用手册
[3] 宋建平.磁致伸缩技术在储罐中的应用.《内蒙古石油化工》，2006.07