磁致伸縮液位計(jì)的原理和優(yōu)勢(shì)
磁致伸縮液位計(jì)是一種高精度的液位測(cè)量?jī)x器,其原理和優(yōu)勢(shì)可以歸納如下:
一、原理
磁致伸縮液位計(jì)的工作原理基于磁致伸縮效應(yīng)(也稱(chēng)為韋德曼效應(yīng))。磁致伸縮材料在受到外部磁場(chǎng)作用時(shí),會(huì)發(fā)生微小的伸縮變化。這種效應(yīng)被巧妙地應(yīng)用在液位測(cè)量中。
組件構(gòu)成:磁致伸縮液位計(jì)主要由電子變送器、浮球(內(nèi)置永久磁鐵)以及探測(cè)桿(也稱(chēng)為波導(dǎo)管或測(cè)桿)三個(gè)關(guān)鍵部件組成。
起始脈沖:電子變送器周期性地向探測(cè)桿發(fā)送一個(gè)短暫的電流脈沖,這個(gè)脈沖會(huì)在探測(cè)桿內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)沿桿快速傳播的磁場(chǎng)。
磁場(chǎng)交互:浮球隨著被測(cè)液位的升降而上下移動(dòng),浮球內(nèi)部的永久磁鐵在其周?chē)纬梢粋€(gè)靜態(tài)磁場(chǎng)。當(dāng)變送器產(chǎn)生的脈沖磁場(chǎng)與浮球的靜態(tài)磁場(chǎng)相遇時(shí),會(huì)在兩者交互的位置引起磁致伸縮效應(yīng),從而在該點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)微小的扭曲波(或稱(chēng)為回波脈沖)。
信號(hào)檢測(cè):這個(gè)扭曲波以固定的超聲速度沿探測(cè)桿反向傳播,當(dāng)它到達(dá)探測(cè)桿的一端時(shí),電子變送器能夠檢測(cè)到這個(gè)返回的扭曲波信號(hào)。
時(shí)間測(cè)量:通過(guò)精確測(cè)量從發(fā)射初始脈沖到接收到扭曲波信號(hào)之間的時(shí)間差,再根據(jù)扭曲波在材料中傳播的速度,可以計(jì)算出浮球(及液位)相對(duì)于傳感器底部的實(shí)際距離,從而確定液位的高度。
二、優(yōu)勢(shì)
高精度:由于磁致伸縮液位計(jì)采用波導(dǎo)脈沖工作,通過(guò)測(cè)量起始脈沖和終止脈沖的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)位移量,因此測(cè)量精度高,分辨率優(yōu)于0.01%FS。這是其他傳感器難以達(dá)到的精度。
高穩(wěn)定性與可靠性:磁致伸縮液位計(jì)采用波導(dǎo)原理,無(wú)機(jī)械可動(dòng)部分,因此無(wú)摩擦、無(wú)磨損。整個(gè)變換器封閉在不銹鋼管內(nèi),與測(cè)量介質(zhì)非接觸,使得傳感器工作可靠、壽命長(zhǎng)。
強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性:磁致伸縮液位計(jì)對(duì)環(huán)境變化不敏感,適用于多種工業(yè)環(huán)境,包括高溫、低溫、高壓等惡劣條件。
安全性好:磁致伸縮液位計(jì)的防爆性能高,本安防爆,使用安全,特別適合對(duì)化工原料和易燃液體的測(cè)量。測(cè)量時(shí)無(wú)需開(kāi)啟罐蓋,避免了人工測(cè)量所存在的不安全性。
易于安裝與維護(hù):磁致伸縮液位計(jì)一般通過(guò)罐頂已有管口進(jìn)行安裝,特別適用于地下儲(chǔ)罐和已投運(yùn)儲(chǔ)罐的安裝,并可在安裝過(guò)程中不影響正常生產(chǎn)。同時(shí),由于其主要部件為電子元件和磁致伸縮材料,維護(hù)簡(jiǎn)便。
便于系統(tǒng)自動(dòng)化工作:磁致伸縮液位計(jì)的二次儀表采用標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào),便于微機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,容易實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)工作,提高整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。
綜上所述,磁致伸縮液位計(jì)以其高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性以及安全性好等優(yōu)勢(shì),在石油、化工、食品加工、水處理等工業(yè)領(lǐng)域的液位測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用。