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一種磁致伸縮液位計在線檢定裝置的開發與應用

來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2023-09-01 14:12

  

一種磁致伸縮液位計在線檢定裝置的開發與應用 
謝秀飛 1,張翼飛 2,田海東 3,黃 琴4,隋宇博 5 
 
 
 
 
        海洋石油平臺是建造在海洋上采油作業的生產平臺,平臺上淡水罐,生產分離器罐,柴油罐,化學注入橇等大型的常壓容器均采用磁致伸縮液位計,它適用溫度、濕度范圍廣,液位測量范圍寬,穩定性好,數字刻度板可以提供現場人員觀察容器內液位高度,可以設置低壓液位報警,高壓液位報警,變送器通過4~20mA模擬量將實時液位數據傳輸到中央控制系統,大大提高了生產效率。由于某平臺在陸地建造期間大批磁致伸縮液位變送器浮球配置比重錯誤,工作期間期浮球不能正常浮起,導致液位顯示不準確的問題,磁致伸縮液位計的檢定用實際液位測量才具有實際意義。海上生產平臺液位計如果拆下來送至計量檢定機構進行后續標定,存在拆卸需要大量人力,動用大型吊機,運輸船等問題,時間過長會嚴重耽誤生產,經濟損失較大,因此磁致伸縮液位計在線檢定非常有必要性,為解決上述問題,我們進行小型、框架集成式、重量輕的磁致伸縮液位計在線檢定裝置的設計和研究。 
1  磁致伸縮液位計結構和工作原理 
        磁致伸縮液位計主要由電子部件,磁致伸縮波導絲、浮子等部分組成。當浮子沿內部探測桿隨液面的變化升高或下降,浮子內裝有永久磁鐵,浮子周圍會形成磁場;測量時,電子部件產生電流脈沖,該脈沖沿磁致伸縮線向下運行,其周圍也產生周向安培環狀磁場;兩磁場相遇時,浮子周圍磁場發生變化,波導絲在浮子位置會產生一個感應脈沖,該脈沖以聲速向上傳播,并被電子部件接收。通過測量起始脈沖與返回脈沖之間的時間間隔即可精確的計算出液面的位置?,F場磁致伸縮液位計采用在罐體側面安裝。法蘭安裝和表頭垂直安裝,保證了測量準確度和垂直度。
2  磁致伸縮液位計在線檢定裝置的設計方案 
2.1  檢定方法 
       根據現場實際情況,根據JJG971-2002液位計檢定規程第7.2.3.3項用液位計水箱檢定裝置的檢定方法,采用了實際液位測量。 
2.2  裝置的設計方案 
        磁致伸縮液位計在線檢定裝置采用框架式集成化結構,主要由檢定用水箱,控制閥,水泵(全自動自吸泵),單向閥,數字壓力計,軟管連通管等(圖2),將以上部件連接集成在一個框架內,與液位計連接口采用快插式接頭,可以快速串聯接上液位計的下進水口,省去了人員拆裝法蘭的煩瑣。該裝置控制流程分為兩部分:液位上升部分和液位下降部分,按照JJG971-2002液位計檢定規程,我們選擇被檢液位計0%,25%,50%,75%,100%點進行檢定。操作流程:液位上升部分:打開控制閥1,啟動水泵,將液體介質流經單向閥1,數字壓力計,被檢液位計,水泵停止,待液位穩定后,記錄被檢液位計的高度和數字壓力計的數值,依照以上做法,繼續完成其他上升點檢定。 
        液位下降部分:對控制閥2進行微調,將液位降低到設定點,液體介質流經單向閥2,控制閥2回到水箱。等待數值穩定讀取并記錄數字壓力計的數據和液位計的高度值。依照以上做法,繼續直到完成其他下降點的檢定。
2.3  主要設備的技術參數 
2.3.1  裝置框架結構選擇
磁致伸縮液位計
        裝置框架采用用20*20*1mm 方鋼管焊接而成,底板及操作面板厚度2mm。外形尺寸:450*450*400,實現了體積小,重量輕,方便攜帶等功能。 
2.3.2  水箱選擇 
        水箱采用8LPVC材質定制水箱,實現了體積小,重量輕,可加注任何液體,方便后期清潔等功能。 
2.3.3  水泵選擇 
        水泵選擇135W 電機全自動自吸泵,流量1.2m3/h、揚程(12~15)米,滿足量程0~7m的液體流量輸出。 
2.3.4  標準器選擇 
       數字壓力計選擇高準確度0.05級,6位顯示。量程:(0~200)kPa和(-40~40)kPa以適應不同量程的液位計,數字壓力計可以為液位變送器提供24VDC電源并同時測量(4~20)mA回路電流。
2.3.5  連接件選擇 
       考慮到現場檢定的需求,我們采用304不銹鋼自鎖快插接頭進行串聯連接,保證了連接的緊密性和快速方便。 在連接管方面,選用了高級PVC鋼絲增強軟管,使用溫度(-15~70)攝氏度的塑料軟件,有流量大和價格便宜的優點。 
3  檢定數據計算選擇 
       根據液位高度和液位靜壓成正比的原理及:P=ρgh公式,壓力也可以采用相對的液位高度來表示。當水箱中液位實際高度為H實,此時數字壓力計測得壓力為P,壓力用水位高度表示為:P=H實(mmH2O)。通過此原理,數字壓力計可測得液位計的液位實際高度為H實。檢定過程中,不同被檢液位計根據各自的原理測量液位計液位高度h,與數字壓力計測量同一液位值,△=H實-h 公式計算出實際誤差。 
4  實際案例數據分析 
       以海洋石油某平臺磁致伸縮液位計為例,該液位計生產商:KSR KUEBLER,型號:2”/300LB/RF-MG-M2100,量程范圍:250~2350mm,準確度等級:0.5級,介質:水,密度:1000kg/m3,允許誤差:±0.08mA 
       該液位計最大示值誤差:0.020 mA,最大回差:0.003 mA;檢定結果:合格。 
       該液位計最大示值誤差:0.021 mA,最大回差:0.002 mA;檢定結果:合格。 
       通過數據比較,實驗室檢定和現場檢定數據及誤差在0.001mA,由此證明,該檢定裝置在現場檢定的可行性。 
5  小  結 
       綜上所述,磁致伸縮在線檢定裝置結構簡單,操作方便,整體重量在15kg左右,一人即可攜帶。該裝置在海洋石油平臺磁致伸縮液位計后續檢定中使用工作效率高,減少了人員拆卸安裝的工作量,節約了人員和設備的成本,保證了企業的正常生產,為磁致伸縮液位計現場檢定提供了一定的參考價值。 
 
 
 
 
 
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