水电站油压装置是一种反力式蓄压器，它提供水轮发电机组调节系统和控制系统的操作能源，是水轮发电机组调速、主供水阀操作和其他控制的动力源，例如通过油压装置的压力油操作接力器来改变导水机构和转轮桨叶的开度，以及实现主阀的开启和关闭等。油压装置容积的30%～40%是透平油，其余 60%～70%为压缩空气，空气和油在油压罐内形成压力，保证和维持调速系统及控制系统工作所需的能量。压缩空气具有良好的弹性，能在压力容器内储存能量，透平油可作为操作介质，实现水轮发电机组的调节和控制。在水轮发电机组运行时可通过检测油压装置的液位和压力来判断油压装置的运行状 况 。
丹江口水力发电厂油压装置改造始于1994年，之后在2000年又进行了改造，直至2002年最近的一次改造才达到满意的效果，真正实现了计算机对油压装置液位的在线监控。
基于前2次改造积累的经验以及对目前行业中液位测量技术的研究，丹江口水力发电厂决定选用磁致伸缩线液位变送器来对油压装置的液位进行检测，其方案如下图所示。
当铁磁材料置于磁场中时，它的几何尺寸会发生变化。极化了的铁磁体发生形变时，会在铁磁体内引起磁场强度的变化，这种效应被称为磁致伸缩逆效应。该变送器基于磁致伸缩逆效应原理，在电子头中施加一个激励脉冲，使陶瓷激振片产生扭转应力波，该应力波沿波导丝下传，在被极化了的部位产生形变，该形变会在极化的波导丝内引起磁场变化，通过接收线圈的接收和测量电路的处理得到位置信号，计算这个信号被探测所需的时间，便能换算出准确的位置。
磁致伸缩波导丝在外面的活动永久磁铁的磁场作用下发生极化，这时沿磁致伸缩波导丝下传扭转应力波使磁致伸缩波导丝发生形变，在丝内会引起磁场强度的变化，经过接收线圈耦合成电流脉冲。 用从发射扭转应力波到测回电流脉冲所需的时间乘以固定声速，便能准确地计算出磁铁位置的变动。 这个过程是连续不断的，每当活动磁铁被移动时，新的位置很快就会被感测出来。由于传感元件是非接触的，长期在线连续的测量不会对传感器造成任何磨损。
SOC 单片机系统以固定的时间间隔发出激励脉冲T1，T1 沿波导线传播到磁铁位置后产生扭转脉冲T2，T2 回传至信号调理回路，送入SOC单片机，单片机准确测量出T1与T2间的时差，并依据脉冲的传播速度，精确计算出磁铁（液位/位移）所在位置（用从发射扭转应力波到测回电流脉冲所需的时间乘以固定声速，便能准确地计算出磁铁位置）。该数据在单片机内部进行越限判断、模数转换、标度变换处理后，分别驱动报警回路、模拟量输出回路及显示回路输出。输入参数采用薄膜键盘，变送控制器的量程、报警值及延迟时间等参数均可由此方便地整定和修改。
这种测量方式由于其测量原理的先进性决定了它具有精度高、可靠性高、稳定性好、重复性好、无零 漂、温漂极小等一系列优点。在改造过程中惟一要攻关的是对液位计磁浮子的改造，要求磁浮子对内要与磁致伸缩线液位变送器磁场强度相匹配，对外能驱动磁记忆开关，丹江口水力发电厂是委托专业厂家订制的磁浮子。这次改造非常成功，投运至今 2年来从未发生过任何故障。
4 结语
丹江口水力发电厂油压装置的改造过程及运行结果表明：磁致伸缩线液位/位移变送器用于测量油压装置的液位是成功的，它的精度高、可靠性高、稳 定性好、重复性好、无零漂、温漂极小等优点使它在水电站回油箱、轴承液位检测和接力器行程检测方面有着广阔的应用前景。
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