磁性翻柱液位计的选型与应用分析

【摘要】磁性翻柱液位计是一种浮球式金属管现场指示液位计， 该液位计的优点是高密封、防泄漏且可在高温、高压、强腐蚀、高粘庋条件下安全可靠地测量液位， 测量全过程无盲区， 显示醒目、读数直现、测量范围大。配上液位报警、控制开关可实现液位或界位的上、下限报警和控制， 配上各种变送器可将液位或界位的信号转换成4-20mA的标准信号输出， 并可叠加HART及FOXCOM等通信协议与现场总线实现远距离检测、指示、记录与控制。

        磁性翻柱液位计已经被广泛应用于工业生产中的各个领域， 特別是石油化工行业。目前磁性翻柱液位计的类型已经非常细化了， 如普通型、中温中压型、高温高压型、低温型、防腐型、极小密度液体型、食品卫生型及各种专用型等， 有的厂家甚至分到了35种型号这充分说明磁性翻柱液位计在选择应用中应该仔细分析研究。任何仪表的选择均应考虑到实际工况条件磁性翻柱液位计亦不例外， 虽然磁性翻柱液位计结构原理简单， 但若工况不适合则会出现问题。比如液化气、甲烷及乙烷等低密度易气化介质的液位测量液体硫磺的液位测量等。笔者就这些特殊场合磁性翻柱液位计的应用进行分析， 以便能更好地满足生产工艺的要求。

1、磁性翻柱液位计概况
        磁性翻柱液位计原理非常简单是根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。其关键部件是磁浮子、磁翻柱和磁翻柱部分的密封。磁浮子关系到能否做到高温高压和极小密度液体型的磁性翻柱液位计； 磁翻柱关系到跟随速度是否流畅、翻转是否正确以及能否保持长期不掉色， 特别是在室外光照时间较长的场合， 目前市场上的精密氧化铝陶瓷烧结工艺生产出的磁翻柱是非常好的选择； 磁翻柱部分的密封是关系到能否保证翻柱正常使用的关键。
2、低密度并容易气化介质的仪表选型
        低密度并容易气化的介质有： 商品液化气、甲烷及乙烷等。如果使用常规磁性翻柱液位计， 当气温高的时候介质汽化后产生大量气泡气泡冲击磁浮子上下跳动， 外面的磁翻柱跟随速度不够，就会导致磁翻柱有的翻转有的不翻转， 这样翻转和不翻转的磁翻柱间杂在一起就反应不出液位的具体位置， 同时磁浮子上下跳动过快容易造成磁浮子和测量室的撞击和摩擦， 导致磁浮子易损坏或减少其使用寿命。
        解决这个问题zui直接的方法就是控制介质的汽化程度保证外面的高温不能辐射到介质当中，因此有人采取了保温瓶原理， 就是在三畅磁性翻柱液位计的测量室外面加真空夹套。这样做是有一定的作用但并不十分理想。目前有一种液化气专用型磁性翻柱液位计其原理是采用双管式结构，将液位计主导管内腔分为汽化室和测量室， 当液位计内介质受温度影响， 内部汽化而产生气泡时，气泡会顺着汽化室往上冒， 而不会进人测量室影响磁浮子工作。由于介质汽化的气泡在上升过程中如果可以排出就不会去硬顶着磁浮子， 而这种结构给介质汽化后产生的气泡留有排出的空间，使得磁性翻柱液位计在介质大量汽化时也能正常工作。

3、磁性翻柱液位计在液体硫磺测量的应用
        液体硫磺的液位测量一直是化工行业的难点， 因为液体硫磺在低于100°C时就会结晶， 变成固态。因此选择仪表必须要保证液体硫磺的温度， 防止其固化。现在市场上测液体硫磺的有液体硫磺专用型磁性翻柱液位计， 做法是： 首先在测量室外加高温蒸汽夹套， 通高温蒸汽对介质进行加温； 其次为了确保介质液化在高温夹套外面再加真空夹套使高温蒸汽的热能不衰减， 让介质恒定在液化温度范围内。通过以上工艺加工后的三畅磁性翻柱液位计便可顺利地进行液体硫磺的液位测量了。
        液体硫磺上、下限报警与其他磁性翻柱液位计相同， 但通过液体硫磺专用型磁性翻柱液位计配上其他的二次液位仪表将液位转换成4-20mA的标准信号输出，并可叠加HART及FOX-COM等通讯协议和FF现场总线以实现远距离检测、指示、记录和控制。这里除传统使用的干簧管远传外推荐使用磁致伸缩液位变送器。解决方案为将三畅磁性翻柱液位计的浮子当作磁致伸缩的浮子， 除有驱动磁翻柱的功能外， 还有充当磁致伸缩的浮子功能。将磁致伸缩的波导管绑在磁性翻柱液位计测量室的外面， 磁浮子在驱动磁翻柱的同时也将产生波导扭曲脉冲， 这样磁致伸缩液位计也将正常工作了。这样做磁致伸缩是不直接和工艺介质接触的， 因此在温度、压力及过程连接等方面都不用考虑。

4、磁敏LED双色光柱液位计的应用
         LED磁敏双色光柱液位计非常适合烟尘环境较大、含有微细铁屑的钢铁及化工等行业， 该液位计的翻柱采用半导体LED发光器件， 具有亮度高、红绿双色显示可视距离更远、标尺刻度更加清晰及显示范围更宽等优点， 其白天观测距离为60m，夜间观测距离可达200m以上。
         在含有大量微细铁屑的企业， 如果采用传统的磁性翻柱液位计， 由于磁吸附作用微细铁屑会把磁翻柱的红、绿颜色覆盖， 无法观察到液位。而磁敏LED双色光柱液位计能有效解决这个问题，因为磁敏LED的翻柱没有磁性传导。该种液位计非常适合应用于光线较暗和难以近距离观察液位的场合液绿、气红，一目了然。

5、磁性翻柱液位计配合其他变送器的应用
          由于磁性翻柱液位计在石油化工等行业的广泛应用其诸多优点一直被广泛认可， 因此现在关键场合将一些三畅磁性翻柱液位计和其他变送器结合起来使用， 采用双系统进行控制， 以确保设备的使用安全。下面就一些常规双系统应用进行论述。电浮筒&磁翻柱双系统液位计。该种双系统液位计的组合构成是采用双腔双系统液位测量，现场液位（ 界位） 指示测量和浮筒远传变送， 相互独立， 适合用于高温、髙压、小量程以及关键工艺液位控制和联锁的场合具有性价比高、测量精度高、可靠性高及使用寿命长等优点。该双系统不适合用于量程较大的工况， 比如量程大于3m以上的场合。因为双系统导致仪表本身的重量过大这样过程连接法兰长期受重后易损坏， 因此需要加支撑。同时浮筒变送器zui大量程能做到根据介质密度而定） ， 所以超过这个极限就无法实现这种双系统的液位测量。

        导波雷达&磁翻柱双系统液位计。该种双系统液位计的组合构成是采用双腔（ 也可采用复合腔） 双系统液位测量， 现场液位指示测量和导波雷达液位计远传变送相互独立， 适合于高温、低温、超低温、高压及大量程等液位现场指示和DCS系统联锁的场合。因为导波雷达信号通过导波杆传播而非空气传送， 因此输出稳定、精度高。导波杆上的凝结水不会影响测量性能， 测量不受介质密度、沸腾、波动、湍流甚至是搅拌机叶片等状态影响， 测量数据与过程温度、过程压力、介质密度的变化无关可快速跟踪液面。
         磁致伸缩&磁翻柱双系统液位计。该种双系统的组合构成更加方便实用， 在测量液体硫磺方面已经就这种方法有了简单的论述该种双系统的量程可做得更大适用面更宽。
6、结束语
        磁性翻柱液位计巳经是被广泛使用和广泛认可的液位测量仪表， 除文中所述几种双系统液位计外它还可以和双法兰液位变送器和各种测量差压和压力的液位变送器组合应用到各种场合。