Cassification
侧装式磁翻板液位计是以磁性浮子为感应元件,并通过磁性浮子与显示色条中磁性体的耦合作用,反映被测液位或界面的测量仪表。液位计和被测容器形成连通器,保证被测量容器与测量管体间的液位相等。当液位计测量管中的浮子随被测液位变化时,浮子中的磁性体与显示条上显示色标中的磁性体作用,使其翻转,红色表示有液,白色表示无液,以达到就地准确显示液位的目的。
侧装式磁翻板液位计具有显示直观醒目、不需电源,安装方便可靠,维护量小,维修费用低的优点,是玻璃管,玻璃板液位计的升级换代产品。可广泛应用于石油,化工,电站,制药,冶金,船舶工业,水/污水处理等行业的罐,槽,箱等容器的液位检测。
用户还可根据工程需要,配合磁控液位计使用,可就地数字显示,或输出4~20mA的标准远传电信号,以配合记录仪表,或工业过程控制的需要。也可以配合磁性控制开关或接近开关使用,对液位监控报警或对进液出液设备进行控制。
我们来详细分析一下侧装式磁翻板液位计的工作原理。这是一种在工业过程中非常常用的、直观可靠的非接触式液位测量仪表,尤其适用于需要就地清晰指示的场合。
核心工作原理:基于阿基米德浮力原理和磁耦合作用。
以下是详细的工作步骤:
1、关键组成部件:
本体/过程连接法兰:与储罐或容器侧壁连接的部分,确保液位计内部与容器内部连通。
测量腔/导管:一个竖直安装的非磁性(通常是不锈钢或工程塑料)长管腔体。这个腔体内部直接与容器内的介质(液体)连通,因此其内部液位与容器液位保持一致(假设容器不是极其巨大或液流剧烈)。这是液位变化的感知部位。
磁性浮子:放置在测量腔内部的一个带有永磁体的浮筒状元件。其密度设计成略低于被测介质的最小密度。浮子内部装有强永磁铁(通常是钕铁硼磁铁),磁场强度和方向(通常是径向多极环形排列)经过精心设计。磁性浮子作为传感器。
翻片指示器/磁翻柱显示器:一组密集排列在测量腔外部、紧贴在腔壁表面的小型翻板单元。每个翻板单元:
包含一个轴心安装的小轴。
轴上固定着一个双色(通常是红白两半)的圆柱形磁珠或扇形片(磁翻柱)。
该磁珠内部嵌入一个弱磁铁(或其本身是磁性材料),具有特定的极性取向。
标尺:安装在指示器旁边,刻有液位高度刻度。
2、工作过程:
步骤1:浮子运动(感知液位变化)当容器内液位发生变化时(上升或下降),由于阿基米德原理(浮力=排开液体的重量),测量腔内的磁性浮子会随液位同步上升或下降。液位升高,浮力将浮子托起;液位降低,浮子在重力作用下沉降,最终停留在液位表面。
步骤2:磁场耦合(核心作用)磁性浮子内部嵌有强永磁铁,产生一个稳定的径向磁场。当浮子在测量腔内随液位上下移动时,其外部磁场也相应移动。这个移动的外部强磁场会穿透非磁性的测量腔壁,作用到紧贴腔壁外侧排列的磁翻片指示器上。
步骤3:磁翻片翻转(指示液位)每个翻片单元中心的磁珠内部嵌有弱磁铁(或具有磁性),它设计得能被浮子的强磁场磁化或驱动。
当浮子的强磁场扫过一个翻片时,其强大的磁力会克服翻片轴上的微小摩擦力(或者磁珠内部的弱磁铁被吸引/排斥)。
根据磁场相互作用(异性相吸/同性相斥)以及磁珠内部的磁极设计,浮子的磁场会强制磁珠翻转180度,使磁珠显示朝向观察者的颜色发生改变(通常,液面以下是红色,液面以上是白色)。
翻转的临界点:翻转动作发生在浮子的磁铁中心高度接近或对齐于某个翻片的位置。此时该翻片受到的磁力最大,足以驱动它翻转。
稳定的位置:一旦浮子磁场稳定在某个位置,所有低于浮子高度的翻片(在液位区域)会显示一种颜色(如红色),所有高于浮子高度的翻片(在气相区域)会显示另一种颜色(如白色)。
步骤4:视觉指示所有翻转后的磁翻柱组合在一起,就形成了一条非常清晰醒目的红/白分界线(红白交界处)。这条分界线所在的精确高度,就是测量腔内的液位,也就是容器内液位的高度。观察者可以直接在旁边的标尺上读取液位值。这个指示是连续、实时和清晰的,尤其在较远距离或光线较暗条件下依然易于识别。
关键点总结:
浮子跟随液位:浮子是密度敏感元件,利用浮力追踪液位变化。
磁力耦合:浮子的移动通过其内置永磁铁的磁场传递到测量腔外。
磁驱动翻转:外部的翻片指示器单元受到浮子移动磁场的作用而翻转。
色带指示:翻转的翻片形成一条清晰的红白分界线,直观指示液位高度。
非接触:指示机构(磁翻片)与过程介质(液位和浮子)通过非磁性的腔壁隔离,实现了真正的非接触式测量与指示。
主要优势:
就地指示,直观清晰,无需电源。
结构相对简单,安装方便(侧装)。
测量范围较宽。
适用于高压、高温、腐蚀性介质(通过选材解决)。
维护量相对较低(取决于介质清洁度)。
可以配置开关或变送器(磁致伸缩、干簧管等)输出远传信号。
需要注意的方面:
密度要求:浮子密度必须小于被测介质密度。如果介质密度变化过大(或混合不均匀),可能导致浮子沉没或漂浮过高,导致测量误差。
粘度影响:高粘度的介质可能导致浮子响应迟缓或卡涩。
磁性强度:翻片翻转的可靠性依赖于浮子的磁铁强度。强磁场环境下可能干扰。
安装要求:通常需要垂直安装。测量腔(导管)需要一定的壁厚以保证强度和磁耦合有效性。
介质的清洁度:杂质、结晶、聚合物等可能导致浮子或翻片卡阻。
超低温影响:在极低温下(如LNG),一些磁铁材料可能发生性能变化或失效。
应用场景:
侧装式磁翻板液位计广泛应用于石油、化工、制药、食品饮料、水处理、电力等行业的各种储罐、反应釜、锅炉汽包等设备上,用于连续就地指示液位。常作为重要的安全监控仪表。
总之,侧装式磁翻板液位计通过巧妙结合浮力原理和磁性耦合转换,将液位高度的变化转化为清晰直观的双色磁翻柱指示带的变化,实现了可靠的非接触就地液位显示。