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浅析磁致伸缩液位计的应用
郑州开物通电子科技有限公司内部文件

磁致伸缩液位计在世界范围内广泛应用于过程容器的精确液位测量。高精度和免维护成为选择这种产品的两个重要原因。拥有温度高达427℃和压力达207bar的可选等级。磁致伸缩液位变送器几乎适合所有的应用条件。HART和HONEYWELLDE通讯协议选项使磁致伸缩液位计和大多数的控制系统可以更加方便的进行数字连接。内置LCD可以提供4-20mA，百分比和其他工程单位显示。
当用于储罐时，考虑到高精度，低维护和合理的价格，用户乐意在他们的储罐上安装高精度磁致伸缩变送器。由于具有可以方便地安装到最大23米高罐的能力，所以可以解决几乎所有的液体存储应用问题：一些常用液体包括水，酸液，腐蚀剂，丙烷，氨水，油，燃剂，药剂，废液等。可以在卧罐或球罐内提供精确的输出。
磁致伸缩液位计可用于替代浮筒。在动态处理时大多数浮筒液位计都在操作中重复发现如下问题：大多数输出误差是由重力改变，扭力管渗漏，过程介质黏结在扭力管和转换器上产生的。磁致伸缩液位计可以插入现有的过滤器浮筒或者新的外浮筒精心测量，可以改善上述不足。精度也可以实现巨大的提高。另外，这是一个更新气动过滤变送器的非常方便的办法。
磁致伸缩液位计可以用于界面测量。并且是目前最好的液位界面测量和控制的技术。磁致伸缩液位计可以提供两个独立输出：一，界面；二，总体液位。可以适用于比重差最小为0.02S.G.的情况。常用于油水界面的测量，和其它包括酸罐，丙烷容器，除盐器和污水池等。
利用磁致伸缩液位计的非接触式测量，可以用做阀门定位器。在阀门尾部粘附着一块磁铁，磁致伸缩液位计就置于阀门尾部的旁边。磁致伸缩液位计所固有的0.01%的高精度使其可以比其它产品能更好的测量和控制阀门位置。在进行精确控制时不需要重新标定。磁致伸缩液位计也可以用做设备定位器。工业设备需要对仪器精确定位。这可以通过磁致伸缩（非接触测量）实现。它应用于许多器具，包括，大门，天窗，风门，液压缸等。有按键结构，和4-20MA的输出优势，繁重的设计结构保证了用户简易的安装和长期的使用寿命。
用水槽决定流速的工业应用依靠精确的流速来监控他们的生产过程。许多这样的设备上都安装了磁致伸缩液位计，以轮流提供精确的液位测量从而得到流速变化。
最后，利用磁致伸缩原理测量适合各种卫生应用,包括生物技术，制药，和食品工业等。
一.工作原理
CRT-M5系列磁致伸缩液位计是利用韦德曼效应原理（磁致伸缩工作原理），通过现代先进的电子技术手段，精密的计测脉冲波间的时间值，达到精确测量液体液位的目的(如图)。这一方式原理生产的液位计是目前测量液位领域最为精确、简单，性能稳定、可靠、成熟的产品。尤其是在小量程、常温、常压这类普通环境下更独具优势，是其它测量方法不可比的。
二．技术参数
1.结构组成
CRTM5系列型磁致伸缩液位计由电子变送器、介面浮子、探杆、显示仪表共四部分组成。前三部份是必须配套选购的。显示仪表根据使用目的确定，可选购亦可不选购，也可用普通电脑代替，安装我司提供的配套软件（或用户订制软件）可实现集中显示（或单独显示）与控制。探杆长度根据用户使用量程定制。在有防爆要求的环境场合使用本仪器，供电回路需配接安全栅。也可选购本公司生产的本安防爆等级的安全电源。
2.功能特点
（1）高精度：满量程的0.01%
（2）电源：13.5--36VDC两线制回路供电
（3）测量范围：最大23M
（4）可同时测量总体液位和/或界面液位，以及温度输出E、压力范围：最大207Bar，标准是66BarF、温度范围是-196℃到427℃
（5）标定极其简单，无需实标，仅仅只需按按钮或者使用HART协议
（6）可现场替换差压式，电容式，超声波式，雷达式，外浮筒式，核子式，钢带或钢带伺服式等液位变送器。
（7）采用双室结构，电子部件和接线端子是独立的
（8）对于下列的参数变化不会产生漂移和误差：介电常数变化，气相组份变化，温度变化、压力变化。
三．存放
仪表存放在通风干燥的环境里。温度范围：-40-65.5℃。
湿度：0-100%R.H.无冷凝
警告：带/SW3选项的变送器，其探头为柔性软缆，外有密封的不锈钢护套，当把柔性软缆探头移出不锈钢护套时，小心不要使探头受潮，并防止水分进入不锈钢护套。
四．实例分析
1.差压式液位计和磁致伸缩液位计测量界面分析比较
例如，厂里低温甲醇洗萃取塔液位计LT0969，其上面介质为苯，下面介质为甲醇和水的混合物。由于甲醇和水的混合物比苯的密度大，两种物料能自动分离。工艺人员只能通过界面显示来保证介质苯的纯度。
（1）用差压式液位计测量界面的误差分析
当用差压式液位计测量时，要用苯的密度和甲醇和水的混合物的密度来确定该仪表的零点和量程，这两个值是理论计算出来的。
实际差压为△P=H(ρ下-ρ上)g
H——甲醇和水的混合物的高度
ρ下——甲醇和水的混合物的密度
ρ上——苯的密度
实际混合物在塔内分离后，上面的苯含有少量的甲醇和水的混合物，下面的甲醇和水的混合物含有苯，且界面存在厚薄不一、密度不一的过度层，实际两种物质的密度和理论值有差误；在冬季仪表加上伴热导致其介质密度有所改变，给测量带来了较大的误差，最大误差可以达到10.0%。
（2）用磁致伸缩液位计
磁致伸缩液位计出厂是根据甲醇和水混合物的密度ρ下与苯的密度ρ上来确定浮子的重量。在测量界面是，实际上是浮子浮在界面上，所受的浮力和重力相等。浮子精确的浮在界面上从而保证了磁致伸缩液位计的高精度测量。
2.用于大型储罐界面测量时和伺服马达液位计的比较
在化工生产中大型储罐界面的测量，伺服马达液位计和磁致伸缩式液位计是用的最多的液位计，精度都很高。但伺服马达液位计缺点是:
（1）机械传动机构，不可避免带来磨损问题
（2）标定复杂
（3）液面波动时对测量有较大影响
（4）结构复杂，维修困难
基于以上原因我们用磁致伸缩式液位计优于伺服马达液位计。
五．总结
磁致伸缩式液位计作为一种新兴的测量仪表，具有精度高、稳定性和可靠性好的优点。更适合于界面液位测量，未来在石油、化工、医药等行业将会有更大的市场。