本安型磁致伸缩液位仪的研制及应用

    磁致伸缩液位测量技术是目前公认的精度最高,稳定性最好的接触式液位测量技术。本安ME-A型磁致伸缩液位仪是一种应用该技术设计和生产,并符合本安防爆设计规范的高精度液位测量仪表,它广泛应用在石油、化工、冶金等领域的油罐、加油站、水处理、中间反应器等场所,组成储罐、液位检测计量、安全监控与库存管理系统。

    1　工作原理

    本安ME-A型磁致伸缩液位仪的传感部分原理如图1所示。

    主控电路激发的电流查询脉冲,沿磁致伸缩材料的金属丝向下传播,电流在金属丝周围产生的磁场遇到浮子内磁铁形成的磁场时相互迭加产生一个很强的瞬间螺旋磁场,从而使磁丝产生磁致伸缩效应,扭转并激发一扭转声波。此声波在金属丝中以固定声速上传返回至顶端的检测电路。电路检测到此脉冲,并计算出激发脉冲至返回脉冲的时间即可测得浮子的位置,从而测出了液位。由于声波在金属丝中的声速不受介质影响,温度对金属中的声速影响也较小,因此磁致伸缩液位仪有很高的测量精度和稳定性。

    2　技术指标

    测量参数:液位、界面、介质温度和环境温度;

    液位测量范围(量程):100 mm~4 m;

    液位测量精度:0.05%或±1 mm;

    输出信号:4线EIA-RS-485、3线PWM脉宽调制;3线4~20 mA输出;

    环境温度:-20~70℃;

    介质温度:-20~120℃;

    工作压力:0.25 MPa,1.6 MPa;

    结构材料:316,1Cr18Ni9Ti;

    本安防爆等级:ExiaⅡBT4。

    产品外观结构见图2所示。

    3　技术特点

    1)利用磁致伸缩传感原理再加上最新型单片机系统设计,使得测量显示精度达±1 mm,同时可采集到介质温度、环境温度。

    2)整机电路严格按照本安防爆规范设计,接线分布电容及电感等参数满足S805安全栅规定:U_i=21 V,I_i=130 mA,C_i=90μF,L_i=22 mH的要求,通过S805型齐纳安全栅与显示仪表或18V直流电源构成本安防爆系统,特别适用于加油站等爆炸危险区域。

    3)LCD表头显示现场液位、温度、界面等测量数据,并且利用14段条柱趋势显示输出4~20 mA信号、即液面与量程(或罐高)的百分比。通过表头按键操作,设置仪表工作状态和参数。

    4)采用可移动接头和法兰安装,安全便捷,液位仪本体可方便地从安装套管中抽出,便于维护。