磁致伸缩液位计故障分析

近来国内石油化工生产装置中多次使用了磁致伸缩液位计用于高压容器液位的测量和控制。实践证明，与同类产品相比，这种液位计精度很高，可靠性很好，并能满足总液位和界位同时测量的要求，在国内外已获得广泛应用。但在国内由于诸多原因，使用还不普遍。

笔者结合实际使用经验，着重说明磁致伸缩液位计应用中容易出现的故障，并给出解决办法。

磁致伸缩液位计的工作原理

随着容器内液位或界位的变化，磁性浮子在非磁性连通管内的位置同步改变，真空玻璃管内的枯黄色指示器也随之跟踪（见下图）。在传感管内装有一根每秒发出10个电脉冲信号的磁致伸缩线，由磁性浮子产生的磁场和电流脉冲间的糯合作用，在磁致伸缩线上产生一个扭应力波，此扭应力波以已知速度从磁性浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送。装在发送器里的独特压磁感应元件把收到的机械扭应力转变成返回电脉冲，微处理器可测出起始脉冲和返回脉冲的时间间隔，从而计算出浮子在容器中的准确位置。

磁致伸缩液位计的结构

磁致伸缩液位计的结构并不复杂，主要由下列三部分组成（见下图）。

a. 一条内装磁性浮子的与容器相通的非磁性连通管。

b. 一根在连通管外侧的密闭式玻璃管，内装橘黄色指示器，用于现场指示。

c. 一支固定在连通管外侧的磁致伸缩液位传感器。

磁致伸缩液位计可设计成各种不锈钢、哈氏合金、蒙乃尔合金、玻璃钢、PVC、CPVC等非磁性材料外壳或衬里，适用范围很广。

主要技术参数

a.测量范围：0.3一18.3m。

b.精确度：0.01%FS，最大不超过1.27mm。

c.重复性：0.005%FS，最大不超过0.38mm。

d.非线性：0.01%FS，最大不超过0.90mm。

e.最高工作压力：30MPa。

f.工作温度范围：-40~80℃。

g.输出信号：4~20mA，可选择Hart通讯协议。

h.防爆类型：本安型或隔爆型。

i.介质最低密度：270kg/m3。

应用故障分析

注意正确选型

首先要满足操作压力、操作温度、液位或界位变化范围的要求；其次决定是否需要选用隔热、防冻或伴热附件；然后根据介质特性考虑连通管材料防腐和磁致伸缩液位传感器的防爆等级；此外还要参照介质密度选择合适的浮子规格、材质。

若需要同时测量总液面及两种不同物料的界面时，要按照二种不同密度选用二个不同规格的磁性浮子。

故障原因及解决办法

（1）现场调校中偶尔会发现浮子上下移动不够灵活。这大多是由于安装不当引起的，此时要注意上下法兰的中心是否在一条线上，是否与水平面垂直。一般来说，与水平面夹角最好不小于87°，如果偏差较大，可能会影响浮子的顺利移动。

（2）液位计调校正常，投用后发现浮子在某一位置出现一段时间的“吸住”现象。这主要是液位计穿过钢制平台安装时，与钢板距离过近产生的。因此，穿过钢制平台安装需要特别注意液位计连通管管壁与平台切割边线的间距。根据现场使用经验，此间距在 100mm左右即能保证对磁性浮子不产生影响。

（3）液位计现场投用时，要特别注意应先打开上部闸阀，后打开下部闸阀。这是由于液位计连通管的底部装有保护浮子有止推弹簽，否则，大差压的作用可能撞碎浮子导致液位计无法使用。

（4）液位计投用一段时间后，出现浮子难以浮起且浮子移动不灵活的情况。这基本上是因为磁性浮子上沾有铁屑或其它污物造成的。可先排空介质，再取出浮子，消除磁性浮子上沾有的铁屑或其它污物即可。

（5）如果因运输或其它原因导致现场指示用的密闭玻璃管破裂，则可用国产玻璃管更换。但最好能抽真空，还要注意玻璃管是否垂直，以免影响指示器的指示。

（6）液位计使用过程中，如果输出信号产生频繁扰动或有干扰脉冲，就要检查信号电缆屏蔽层是否可靠接地，工作接地电阻能否满足要求。倘若干扰仍然没有完全消除，可用信号隔离器来解决。

（7）液位计使用时尤其要注意，千万不要用强磁铁在连通管外上下拉动浮子进行检查，否则会导致磁性浮子磁化而改变极性，甚至会使浮子磁性减弱，以至难以正常工作。

（8）选用本安型液位计时，尤其要注意液位计与安全栅的阻抗是否匹配。 由于此液位计电源电压为14~36 VDC，小于一般变送器的14.5~45VDC，故负载较大时不能正常工作。