磁致伸縮液位計(jì)是一種高精度、非接觸式(浮子接觸但傳感器無(wú)機(jī)械磨損)的液位測(cè)量?jī)x表,廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、水處理及儲(chǔ)運(yùn)等行業(yè),用于連續(xù)測(cè)量?jī)?chǔ)罐、反應(yīng)釜或管道中液體的液位、界面(如油水界面)甚至溫度。其核心原理基于磁致伸縮效應(yīng)和時(shí)間測(cè)量技術(shù),具有穩(wěn)定性好、重復(fù)性高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
磁致伸縮液位計(jì)支持多種輸出信號(hào)(如4–20 mA、HART、RS-485、Modbus等),部分型號(hào)集成多點(diǎn)溫度傳感器,實(shí)現(xiàn)液位與溫度同步監(jiān)測(cè)。其結(jié)構(gòu)為全封閉設(shè)計(jì),無(wú)可動(dòng)部件(除浮子外),抗振動(dòng)、耐腐蝕,適用于高溫、高壓、易燃易爆等嚴(yán)苛環(huán)境(可選本安或隔爆認(rèn)證)。此外,它還能同時(shí)測(cè)量?jī)煞N不相溶液體的界面位置,只需使用雙浮子結(jié)構(gòu)。
1、探測(cè)桿(波導(dǎo)管)
材料:通常由具有磁致伸縮特性的特殊材料制成,如鐵鈷合金等。這種材料在外加磁場(chǎng)作用下會(huì)發(fā)生長(zhǎng)度變化,即磁致伸縮效應(yīng),是液位計(jì)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的關(guān)鍵。
功能:作為信號(hào)傳播的媒介,波導(dǎo)管貫穿整個(gè)測(cè)量行程。當(dāng)電子單元產(chǎn)生的電流脈沖沿波導(dǎo)管傳播時(shí),會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)。
特點(diǎn):波導(dǎo)管需要堅(jiān)固、耐腐蝕,以適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。同時(shí),其長(zhǎng)度根據(jù)測(cè)量范圍確定,可滿足不同量程的測(cè)量需求。
2、浮子
材料:浮子通常由不銹鋼、哈氏合金、PP、PVDF等材料制成,具體選擇取決于被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)。
結(jié)構(gòu):浮子內(nèi)部嵌有環(huán)形永9磁鐵,其密度設(shè)計(jì)使其能漂浮在待測(cè)液體的表面。對(duì)于需要測(cè)量不同液體之間界面位置的情況,可以制作成不同密度的浮子。
功能:浮子隨液位變化沿波導(dǎo)管上下移動(dòng)。當(dāng)電流脈沖產(chǎn)生的環(huán)形磁場(chǎng)與浮子中永9磁鐵的軸向磁場(chǎng)相遇時(shí),會(huì)在波導(dǎo)管上產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)扭轉(zhuǎn)應(yīng)變,從而觸發(fā)信號(hào)的返回。
特點(diǎn):浮子的外徑略大于過(guò)程連接口徑,以確保其能自由移動(dòng)且不會(huì)脫落。同時(shí),浮子的設(shè)計(jì)需要考慮介質(zhì)密度、粘度等因素,以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3、電子單元(變送器)
組成:電子單元是磁致伸縮液位計(jì)的核心控制部分,包含脈沖發(fā)生器、信號(hào)接收電路、信號(hào)處理單元以及輸出電路等。
功能:
脈沖發(fā)生器定時(shí)向波導(dǎo)管發(fā)送短時(shí)電流脈沖,這個(gè)電流脈沖沿波導(dǎo)管傳播時(shí)會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)。
信號(hào)接收電路檢測(cè)返回的應(yīng)變波(扭轉(zhuǎn)波),并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
信號(hào)處理單元對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行處理,通過(guò)測(cè)量電流脈沖發(fā)出到應(yīng)變波返回的時(shí)間差,精確計(jì)算出浮子的位置,即液面的位置。
輸出電路將處理后的液位信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(hào)(如4-20mA、RS485等)輸出,以便與上位機(jī)或其他控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。
特點(diǎn):電子單元采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù),如時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)等,以實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間測(cè)量和液位計(jì)算。同時(shí),電子單元還具備自診斷、預(yù)測(cè)性維護(hù)等功能,提高了儀表的可靠性和使用壽命。
4、外殼
材料:外殼通常采用不銹鋼等耐腐蝕材料制成,以保護(hù)內(nèi)部組件免受惡劣環(huán)境的侵蝕。
功能:外殼為液位計(jì)提供機(jī)械保護(hù),防止其受到外力沖擊或振動(dòng)的影響。同時(shí),外殼還具備防水、防塵等功能,以確保儀表在惡劣環(huán)境下的正常工作。
特點(diǎn):外殼的設(shè)計(jì)需要考慮安裝方式和防護(hù)等級(jí)等因素,以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。例如,在易燃易爆場(chǎng)所使用的液位計(jì)需要具備防爆功能,其外殼需要滿足相應(yīng)的防爆標(biāo)準(zhǔn)。
