摘要：磁致伸缩液位传感器是采用磁致伸缩原理开发出的新一代高精度液位测量产品，它具有高精度，稳定可靠，寿命长，结构精巧，环境适应性强，安装方便，输入／输出多种选择等特点。近年来，采油Ａ厂通过在沉降罐上安装三液位磁致伸缩液位计，实现了液面、水面、乳化层三液位的监控，本文着重对磁致伸缩液位计及其精度进行研究，从而为今后大型站点的液位监控需要提出一些浅见。
1磁致伸缩液位计概况
1.1磁致伸缩液位计工作原理
磁致伸缩液位传感器是采用磁致伸缩原理开发出的新一代高精度液位测量产品，它具有高精度，稳定可靠，寿命长，结构精巧，环境适应性强，安装方便，输人浦俞出多种选择等特点，与其他液位变送器和液位计相比有明显的优势，可广泛应用在石油化工制药食品饮料等各种液罐的液位计量和控制。
该产品主要由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触的浮球组成。测杆内装有磁致伸缩线(波导丝)，测杆由不导磁的不锈钢管制成，可靠地保护了波导丝。工作时，由电子仓内电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输时，同时产生了一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确地测出被侧液位值。
1.2、磁致伸缩液位计的安装
为确保磁致伸缩液位计测量的准确性，应特别注意其安装方法:
(1)产品应垂直安装，安装斜度不能大于50。环境温度在一40℃一120℃。安装区域要求有避雷装置。
(2)安装时，浮球与容器壁(或安装管)互不接触，且浮球上下活动灵活，安装螺纹与容器连接牢固，电器接触良好。
M24 VDC电源纹波不得大于50 mV。电源地线要接在标准地或标准的仪表地，不可接在动力地上。
(4)法兰式安装，浮球安装方向，有T标记的半球应在液面之上传感器安装时尽量远离振动和进出料口。
1.3、磁致伸缩液位计浮球的选用
为了实现对沉降雄水位、液位及乳化层的测量，关键在于浮球的选用，合适的浮球能够有效的提高其测It的精准性。
1.3.1工作压力、介质密度及耐鹿性性
(1)工作压力:采油厂沉降峨及净化罐，峨内压力一般在
0.3 MPa-0.4 MPa;因此所选浮球的耐压等级最小必须是1 MPa;如果小于此压力，则浮球可能会被压爆，导致浮不起来。
(2)介质密度:浮球的密度必须小于介质的密度才能浮于介质上;浮球与介质的密度差要大于0.04g/m3;油位浮球的密度0.75g/m3，小于油的密度0.841 1g/m3;水位浮球密度0.91，小于水的密度1.02g/m3;乳化层的浮球密度0.88g/m3-0.89g/m3,小于乳化层的大概密度0.92362g/m30
(3)耐腐蚀性:浮球的材质必须能耐介质腐蚀，如果不能耐腐蚀，则浮球被腐蚀后介质就会进人浮球内部导致浮不起来。如果用316材质的浮球，浮球内孔焊缝容易被腐蚀，导致浮球下沉到嫩底，从而测盘不准确;如果直接用聚四氟材质的浮球，聚四氟材质本身的密度比较大，不能浮在油面上;只有用316材质，选用抗高温磁粒，在高温下喷涂聚四氟不会导致消磁，才能保证浮球既耐H2$的腐蚀，又能浮于油面上。
计算说明:
①设定乳化层中油含A高于5l%时为油，低于10%时为水;
②根据此计算，取平均值，计算出乳化层密度为0.923 62 glcm3;此密度值与油54%水46%计算出来的值0.92364沙m3基本一致，可以据此判定乳化层中油水的比例，从而确定浮球的配重;
③根据油、水、乳化层密度值，分别选配不同密度的浮球;浮球密度
小于所侧介质密度;
④测油位选用M号浮球，测水层选用101号浮球;测乳化层的浮球根据实际情况配重，密度控制在0.88g/m3-0.89g/m3，用M号浮球加上配重片、配重杆进行配重;
⑤重油及油泥多的沉降雄测水层时多选用L号浮球;
⑥轻质油比较多的区域，乳化层比较薄(小于8 cm)，而两个浮球间的最小间隙至少要10 cm，此种工况下建议是选用M,N号浮球进行侧A油和水层，不测量乳化层。
1.3.2配重片的选用
确定了介质密度，就可以确定浮球的密度，从而选择满足技术要求的浮球。油位浮球、水位浮球的密度基本是由316不锈钢材质确定的，乳化层浮球则需要进行配重。
配重片有三种规格:大配重片，外径φ52，厚度4 mm，质量15 g;中配重片，外径φ35，厚度3 mm，质量4g(带螺纹);小配重片，外径φ35,厚度3 mm，质量3.6g。
配重杆的规格:长杆长度218 mm，质量42.5 g;短杆长度
118 mm，质量17.1g。
配重片的选用根据实际情况来确定，无论测量几个液位高度，油位浮球不需要做配重，乳化层浮球和水位浮球需要配重。
1.3.3浮球的配重
(1)乳化层浮球的配重:若乳化层厚度一直比较大(长期超过200 mm)，则用短配重杆，加上大配重片2片，中配重片I片，小配重片2片进行配重，然后放人罐内进行测量，误差在50 mm以内则不用调整，如果误差超过100 mm，则调整中配重片和小配重片的数量。
若乳化层厚度比较小(100 mm-200 mm，甚至小于100 mm),则用长配重杆，配1片大配重片、1片中配重片进行配重，然后放人罐内进行测量，误差在50 mm以内则不用调整，如果误差超过100 mm，则调整中配重片和小配重片的数量。
(2)水浮球的配重:水浮球的配重一般是短配重杆、大配重片1片，中配重片2片，小配重片2片进行配重。
1.3.4数据处理
(1)磁致伸缩液位计输出标准R斜85协议，站控DCS系统读取此协议并进行计算处理;
(2)处理过程:
①读取的水位浮球的值，即为水位高度值;
②读取的乳化层浮球测量值，减去水位浮球测量值，即为乳化层厚度;
③读取的油位浮球测量值，减去乳化层浮球测量值，即为油层厚度;
④读取的油位浮球测量值，也为罐内总液位高度;此高度可能高于沉降罐溢流口也可能低于盗流口。
2、三液位磁致伸缩液位计的现场试验
对Y,W,L三个站的数据进行了采集及对比分析，试验情况如下:
跟踪Y站油水界面测量情况，发现当人工探测小于15 cm时，自动探测一直处于14 cm.
跟踪w站沉降罐油水界面数据采集情况，发现油水界面差值一直在5 cm左右波动，从6月20日后成为死值。
跟踪L站沉降罐油水界面数据采集情况，发现油水界面差值一直在5 cm左右波动，单液位误差在2 cm左右，满足应用。
对三个沉降罐液位计抽取进行查看，发现Y站浮球卡死，w站油泥严重，L站设备正常。
因此，为确保液位计的精度，需采取一定的维护保养措施。
①每季度周期性清理液位计，保证内部元件正常工作;
②每月进行数据校准工作，维持数据精度99.9%;遭对液位计历史数据进行电子存档，结合故障发生分析液位计使用特性，以半年为期限对产品进行效果评价。
10月中旬，对上述站点的液位计重新进行调整安装，经过一个月的跟踪，效果良好，达到预期目标。
3、结论和认识
经过为期一年的试点运行，通过对现场数据采集、传输、误差以及全年运行故津率的追踪落实，比对其他液位计使用情况，针对三液位液位计的使用稳定性和精度做了深人研究。三液位磁致伸缩液位计的安装，不仅有效的提升了液位测a的精度，更在油水界面和乳化层厚度的测量上有所突破，实现了三液位的在线连续监测，保证了大型站点的正常生产要求。
3.1、相比同类产品，侧A精度最离
通过与其他液位计进行对比发现，磁致伸缩液位计在实际应用中能够保证0.1%±lcm的精度要求，同类液位计使用精度为:静压液位计4.7%±5 cm，导波液位计2.3%±2 cm，精度等级提升了一个量级，对于生产计盆更加精准。
该液位计不但精度高、数据传输稳定，安装使用也十分便捷，便于后期的清理工作、维护工作开展，在不影响生产情况下保障生产、助力生产。
3.2、实现液面、水面、乳化层数据的同时采集
不同于传统液位计，三液位磁致伸缩液位计所具备的三种液面同时采集功能大大简化了测量系统的整体应用，对于油储设备的位移测量更加全面，具有结构模块化、功能集中化的现代电子产品特色，对于大型站点储油罐的应用具有较强的实际意义。
3.3、降低安全风险，提高工作效率
采油A厂共计安装42台三液位磁致伸缩液位计，按照油罐每天4次量油计算，一年需要上罐61320次，如在晚上或者雨雪天气，更是安全隐患巨大，推广应用磁致伸缩液位计，可有效减少员工上罐量油及探测油水界面的时间和次数，岗位员工只需要偶尔上罐进行数据核实，大大减轻员工劳动强度，提高劳动生产率，降低安全风险。
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