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用于液位计量的置换器变送器技术

来源:编辑::发表时间:2018-08-23 09:11:44

     置换器液位变送器仍然是用于连续液位测量的最值得信赖的装置之一。

    多年来,新技术使过程水平测量得到了极大的发展。大家上海自动化仪表五厂的仪表工程师有更苛刻的要求,这使得必须进行可靠和精确的液位测量。多年来,通过液位测量技术的发展,用于连续液位测量的最值得信赖的设备之一仍然是置换器液位变送器。
 
    置换器发射器以阿基米德浮力原理工作,其保持任何完全或部分浸没在流体中的物体被等于物体移动的流体重量的力提升。当液位在置换器上向上移动时,浮力增加,并且可以使用复杂的App将垂直运动转换为液位。
 
    用作置换器液位变送器的两种主要技术是扭矩管和范围弹簧/ LVDT(线性可变差动变压器)技术。扭矩管使用扭杆,该扭杆相对于置换器的重量在流体中旋转以对应于水平读数。范围弹簧和LVDT组合使用LVDT磁芯,当弹簧通过在置换器上具有流体而卸载时,LVDT磁芯移动,从而在次级绕组上感应出电压并转换为电平读数。
图1  旅游管技术(左)和范围弹簧/ LVDT技术(右)。
图1  旅游管技术(左)和范围弹簧/ LVDT技术(右)。
    使用基于范围弹簧/ LVDT的置换器发射器可以使基于扭矩管的仪器具有实质性的技术优势。这些包括改进的准确性,结构完整性,占地面积和维护能力。
 
    测量精度
    主要技术优势是由弹簧/ LVDT置换器变送器提供更精确的液位输出。通过广泛的测试1证明,范围弹簧/ LVDT置换器变送器的输出是抗振动的四倍,线性的六倍,和扭矩管的准确度的20倍。
 
    在监控流程级别时,重要的是要进行最准确的级别测量,因为不准确会导致效率低下并使最终用户付出成本。范围弹簧有助于抑制水平仪器可能发生的任何振动,保持比扭矩管更稳定的输出。线性度和可重复性有助于提供一致的电平输出,确保变送器在整个操作过程中始终如一地读取。如果变送器中有任何粘连,则可能导致液位读数与实际液位不同。
 
图2  扭矩管液位测量易受疲劳失效和加速腐蚀的影响
图2  扭矩管液位测量易受疲劳失效和加速腐蚀的影响
 
    结构完整性
    置换器变送器的结构完整性对于确保仪器使用寿命期间的最低维护成本非常重要。有两个结构部件将范围弹簧/ LVDT技术与扭矩管分开。保持置换器的扭矩管臂安装在所谓的刀刃上。该边缘在零件上产生应力集中,随着时间的推移会导致磨损,从而导致失效。连接到LVDT芯的范围弹簧和阀杆垂直移动,完全消除了摩擦或磨损的发生。LVDT核心涂有聚合物材料,可提供平滑的垂直运动,弹簧系列由弹簧杯保护。
 
图3 弹簧/ LVDT液位测量技术上的静压保持封闭管不易疲劳失效或加速腐蚀。
图3 弹簧/ LVDT液位测量技术上的静压保持封闭管不易疲劳失效或加速腐蚀。
 
    影响结构完整性的另一个组件是压力边界组件的厚度。在扭矩管置换器变送器中,扭矩管本身用作压力边界分量并且具有0.01“的厚度。相比之下,用于范围弹簧设计的封闭管厚度为0.035“。增加的厚度有助于包含压力,并且对任何会腐蚀材料的腐蚀具有更大的耐受性,因为这些组件暴露于过程介质。而且,因为扭矩管旋转,所以在材料中产生剪切应力,用于范围弹簧/ LVDT设计的封闭管不易受到剪切应力的影响。
 
    安装足迹
    在选择液位传感技术时,空间虽然可能不是最重要的,但在选择液位变送器的类型时可以发挥重要作用。某些应用程序存在空间限制,并且不适合具有大占用空间的设备。扭矩管和量程弹簧/ LVDT型号具有非常相似的传感元件,使用置换器,但不同之处在于变送器头的尺寸和面积。当包括液位变送器时,扭矩管具有非常大的占地面积,并且该技术的用户也局限于左手或右手显示器设计。由于电子导管的位置是固定的,左手或右手设计会限制配线的配置方式。对于量程弹簧/ LVDT设计,可以使用垂直和可完全旋转的外壳头来覆盖较小的面积,
 
图4  范围弹簧/ LVDT技术变送器(左)与扭矩管变送器(右)。
图4  范围弹簧/ LVDT技术变送器(左)与扭矩管变送器(右)。
 
    保养
    最后,大多数具有移动机械部件的液位变送器通常需要维护以使其保持最佳性能。置换器变送器是机电设备,在其使用寿命期间需要一定程度的维护。
    因此,考虑设备选择的长期维护效率至关重要。一个关键考虑因素是设备设计中磨损点的最小化。如上所述,扭矩管包括刀刃,传感元件在刀刃上旋转并且可随时间磨损。另一个关键维护因素是停机时间。由于扭矩管本身是压力边界的一部分,如果变送器需要维护,压力容器将不得不减压。这会造成停机时间,从而对最终用户的底线成本产生负面影响。
 
    对于量程弹簧/ LVDT技术,压力边界分量不是传感元件的一部分。因此,如果需要对弹簧/ LVDT变送器进行故障排除,则无需对整个系统进行减压即可将其拆下。这相当于减少停机时间和节省维护成本。
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