矩阵涡流原理在液位测量中的应用

    目前,工业上使用的液位测量仪表如钢带浮子式、伺服式、雷达式、超声波式、电容式和静压式等,有的精度低、测量误差大,有的造价高、不易推广,有的可靠性低,不便使用。北京怡诚机电设备公司采用矩阵涡流原理独创研制成功的YC-YW型液位测量仪表,它具有自校准功能,不受环境变化影响。因此,该仪表测量准确度高、性能稳定、结构简单、造价低、安装使用维护方便。该仪表采用本质安全防爆设计,安全可靠。

    1　涡流效应

    在一个通有交变电流i₁的传感器线圈中,由于电流的变化,在线圈周围产生交变磁场H₁,当被测导体置于该磁场范围内,被测导体内便产生电涡流i₂,电涡流也将产生一个新磁场H₂,H₁与H₂方向相反,因而抵消部分原磁场,导致线圈的电感量等发生变化,这就是涡流效应原理。

    2　矩阵涡流原理

    液位测量一般量程在几米至十几米,需用多个线圈按一定规律排列组合才能检测液位。将线圈分组呈单行阵列排列编码,利用浮子沿测量杆随液位升降,测量杆内的线圈靠近浮子时,因涡流效应,电感值减小,远离浮子的线圈电感值不变,通过电路检测各组线圈的电感值,根据线圈编码位置,进行数据处理,即可精确测量液位高度。因采用单行阵列排列编码和涡流效应原理,故称矩阵涡流原理。

    3　仪表组成

    由北京怡诚机电设备公司研制生产的YC-YW型矩阵涡流式液位测量仪主要由变送器、显示仪、远传接口、计算机管理系统等部分组成。其中变送器由内装多组线圈的测量杆、浮子、数据处理盒等组成,如图1所示。

    4　主要技术参数

    1)量程:1.6,2.0,2.4,10,15,18,20 m;或根据用户要求确定量程;

    2)测量误差≤±1 mm;

    3)分辨率:1 mm;

    4)温度误差:0.5℃;

    5)工作压力:0.1 ,1.0 MPa;或根据用户要求确定;

    6)信号传输:RS-485接口;

    7)环境温度:-30~80℃;

    8)环境湿度:≤95%;

    9)防爆标志:iaBT5。

    5　性能特点

     仪表采用矩阵涡流测量原理,在同一环境中检测多组线圈的相对电感值,而不需要检测绝对电感值,根据这些相对值进行比较和计算得出液位值,因此,测量的液位值不受环境变化影响,不受检测仪表性能参数的漂移影响。所以该仪表具有自动校准功能,测量准确性高,稳定性好,采用本质安全防爆设计,安全可靠。利用测量杆内的温度传感器,可测量罐内的平均温度,计算油品密度,确定罐内液体质量,还可进行液位测量值的温度补偿。在测量杆底端安装水位浮子,可检测油罐底部水位。测量杆内的线圈采用同一规格,生产成本低。所以该仪表推广应用前景广阔。