磁致伸缩液位计应用：成品油储罐

1. 引言

以便实时、准确地掌握储罐的运行信息。 例如液位、密度、压力、温度、体积和质量 储罐中的存储介质. 为保证储罐的安全，国内外对储油罐进行了多种研究。 检测测量方法和装置。 如静压法、液位计、混合法等，设计成多种测量技术，如压力式、伺服式、雷达式、磁致伸缩式、浮钢带式等。

由于技术、经济、使用等诸多因素。 我国油库储油罐的监控、计量和安全管理主要依靠人工尺子、人工测量、人工巡检。 其测量精度、可靠性、可维护性、实时性等难以满足油库信息化建设的发展需要。

一种油 基于磁致伸缩的储罐液位计 测量技术结构简单，测量精度高。 具有同时测量液位、边界液位、多点温度等优点。

今年在中化南通油库等储油库的监控测量中得到越来越多的应用。 因此，磁致伸缩液位计应用于成品油储罐油库信息系统。 成品油储罐的实时监控和计量管理。 不仅可以实时采集、存储、管理油库接收、发送、存储信息。 它还可以减少人员以提高效率并改善油库管理。

二、磁致伸缩液位计的工作原理

2.1 磁致伸缩液位计的组成

磁致伸缩液位计主要由浮子（内装磁环）、变送器（或电子仓由脉冲发生器和接收器组成）、装有磁致伸缩导线的波导和温度检测器组成。 . 变送器（电子仓）装有磁致伸缩线波导，温度检测器为一体化结构。 变送器和测温仪采用模块化、集成化设计。

2.2 磁致伸缩液位计的工作过程

磁致伸缩液位计的工作原理主要是利用磁效应和超生效应相结合来达到测量目的。 磁效应与魏德曼效应和维拉里效应。

发射器通电后，脉冲发生器和接收器开始工作。 液位计电子头中的脉冲发生器首先向磁致伸缩波导丝施加电脉冲信号。 该电脉冲伴随着圆形磁场。 当磁场遇到浮子中磁铁以光速运动时产生的纵向磁场。 它将矢量叠加形成螺旋磁场。

根据魏德曼效应，当磁致伸缩材料的磁场发生变化时。 磁致伸缩材料本身的弱尺寸也会相应发生变化。 因此，当合成磁场发生变化形成螺旋磁场时，磁致伸缩波导丝就会发生扭曲变形。 这会激发扭转波（或返回脉冲）。

扭转波将沿波导导线以超声波的形式传回传感头中的感应线圈并发生变化。 当线圈在传感器中时，它会转化为横向应力。

根据维拉里效应，当磁致伸缩材料发生物理变形时。 会引起磁致伸缩材料中磁场强度的变化。 因此，通过传感器线圈的磁通量会发生变化，在传感器线圈两端会产生可检测的感应电动势。 超生扭转波的传播速度只与磁致伸缩波导丝的弹性模量和密度有关，是一个常数。

因此，从发出电流脉冲到检测到感应电动势的时间差乘以这个固定速度V，就可以准确地计算出磁铁（浮子）的位置。 其液面高度L=V*(t1-t2)。

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2.3 磁致伸缩液位计的技术特点

石化行业逐渐重视油位的监测。 根据工作原理，大致可分为以下几种类型：

• 机械浮子液位计。 价格低，但精度低，不能满足作为测量仪器使用的要求。 而且故障率高，钢带容易卡住。
• 电容式液位计。 价格适中，测量精度可以接受。 但由于其温漂大，稳定性不足，累计误差大，测量值不准确。
• 光导式液位计。 价格适中，但测量精度低，稳定性差。
• 雷达液位计。 价格昂贵，液位精度、可靠性、稳定性都比较理想，安装也很方便，不同介质实用。
• 磁致伸缩液位计。 价格较贵，稳定性较好，安装方便。 但不能用于高粘度、高密度的稠油。 当然，磁致伸缩液位计还有很多其他突出的优点。 具体表现在：

①工作非常可靠。 因为二子伸缩式液位计是利用波导原理工作的。 因此，装置内部无机械运动部件，不存在磨损等缺陷。 整个转换器封装在不锈钢管中。 不与被测介质接触。 因此，传感器工作可靠，使用寿命长。

②多参数测量。 磁致伸缩液位计的另一大特点是集液位、水界面、温度等参数测量于一体。 因为磁致伸缩液位计中的电子元件可以检测同一发射脉冲产生的连续磁波。 因此，可以在同一个传感器上安装两个或多个磁性浮子。 只要确保浮子的重量与介质的比重相对应即可。 可同时测量液位和界面，实现多参数测量。

③测量精度高。 因为 磁致伸缩液位计 使用波导脉冲来实现测量。 工作时，通过激励脉冲与感应脉冲的时间差来测量被测液面的位移。 因此精度极高，是其他传感器难以达到的测量精度。 在大致相同或更低的成本下，磁致伸缩液位计比其他使用电容、压力、机械、超声波或伺服装置的测量系统具有更高的精度和更好的经济效益。

④ 安全性能好。 磁致伸缩液位计的防爆等级一般为隔爆型和本质安全型。 适用于各种易燃、易爆、高温、高压等危险场所工作。 测量时无需手动打开加注盖。 避免人工测量带来的不安全隐患。

⑤ 安装维护方便。 由于磁致伸缩液位计采用法兰连接，安装极其简单。 而且核心部件不与介质接触，产品采用模块化结构。 智能化设计，无需定期维护和定期校准，给用户带来了极大的方便。

⑥易于实现组网。 磁致伸缩液位计的输出是标准信号。 便于危机管理，能更好的与电脑配合。 也很容易使长途运输成为可能。

当然，介质密度的变化会对磁致伸缩液位计的精度产生一定的影响。 但可以通过安装合适的浮子来安装。 减少浮子浸入，减小浮子外径，通过温度补偿，最大限度地克服和避免。 经现场检测，磁致伸缩液位计与 雷达 液位计，存在盲区，罐底油量测量不准确。

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3、磁致伸缩液位计在中化珠海二期成品油罐的应用

目前，中化珠海二期陈平油库已竣工，总容量412,000万立方米。 其中，网上 12个轻成品油罐液位监测系统 总计 192,000 m3 使用磁致伸缩液位计。 液位系统由磁致伸缩液位计、H-500现场显示器、H-1000（油库）10.4英寸彩色触摸屏控制器和YSMK-YK油库信息监控管理系统组成。

本系统可在现场用H-500现场显示器显示液位、界面高度和温度。 控制室采用H-1000（油库）控制器，以三维图形和数字方式实时显示数据。 采用声光报警，防止漏油、缺油。 因此，系统的详细功能如下：

• 准确实时测量油位、水位和温度。 采用10.4色液晶屏，存储精度点数不受限制。 可根据客户的体积计定制，油高、水高、温度、体积、剩余体积均以图形化、数字化方式显示。
• 报警功能。 系统具有高液位（预）报警、低液位（预）报警、高水位报警等多种报警功能。 采用声光报警，防止漏油、缺油。
• 自诊断、管理和设备故障报警。
• 进油量报告。 可以比较进油前后的液位。 进出油量自动计算并保存。
• 通讯功能。 系统通过485接口连接传感器进行数据采集。 同时可提供一个内置以太网接口、2个RS-232接口和一个开放协议。 与本地系统和远程服务器的数据通信。
• 产品防雷设计。 具有内部防雷和外部防雷功能。 遇雷击时，内部电路自动泄放强雷电流，不会起爆或引燃可燃气体。 外部接线钢管连接到机柜的保护接地系统 储存罐.
• 主动通讯和定时传输数据设置。 系统可以使用外部设备实现主动通信设置。 可以设置目标服务器的IP地址、端口、用户名、密码和数据发送时间。 并在指定的时间和班次将数据上传到目标服务器。
• 泄漏检测功能。 由于测量精度高，可以实时监测油箱的静态和动态液位。 还可以按照管道泄漏检测程序实现管道泄漏监测。

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由于中化珠海二期油库目前不具备进油条件，仪器和系统无法进行充分的测试和验证。 但通过其他石化公司已经使用 磁致伸缩液位计作为油箱 深入了解液位监控系统。 上述功能都可以实现，测量精度功能与手动尺仔细对比。 发现精度非常高，基本达到了测量的水平。

综上所述，磁致伸缩液位计具有高可靠性、高精度、低故障率、多参数测量等突出优点。 已被石化行业专家视为液位、界位测量的首选仪器。 它是计量和过程级监控的理想选择。 特别是在介质介电常数较低，介质易挥发，需要测量接口的场合。 由于磁致伸缩特性不受介电常数、温度、压力、气象条件等因素的影响，成为用户的首选。 在工业生产一体化、规模化生产的趋势下。 磁致伸缩液位计在未来的液位测量中将有更广阔的应用空间。

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