Магнитное измерение уровня: индикаторы, передатчики, переключатели или датчики
Датчики уровня с магнитным принципом измерения высокого разрешения применяются для непрерывного измерения уровня жидкостей и основаны на определении положения магнитного поплавка по магнитострикционному принципу.
В этом блоге рассматривается каждый из магнитных уровнемеров, принципы их работы, преимущества, области применения, сопоставимость с другими типами измерений уровня, а также практическое применение.
Магнитное измерение уровня
Процесс измерения магнитного уровня запускается импульсом тока. Этот ток создает круговое магнитное поле вдоль провода из магнитострикционного материала, который удерживается под напряжением внутри трубки датчика. В точке измерения (уровень жидкости) находится цилиндрический поплавок с постоянными магнитами, действующими как датчик положения, линии поля которого проходят под прямым углом к импульсному магнитному полю.
Это магнитное поле поплавка натягивает провод. Суперпозиция этих двух магнитных полей вызывает механическую волну в проводе. Она преобразуется в электрический сигнал на конце провода в корпусе датчика пьезокерамическим датчиком.
Измерение магнитного уровня: применение
Магнитное измерение уровня широко используется в таких отраслях, как:
- Нефть и Газ
- Химическая обработка
- Вода и сточные воды
- Выработка энергии
- Еда и напитки
Четыре наиболее распространённых устройства, используемых для магнитного измерения уровня:
- Магнитный индикатор уровня
- Уровнемер магнитного типа
- Магнитный переключатель уровня или магнитный датчик уровня
Магнитный индикатор уровня
Магнитный индикатор уровня (MLI) — это визуальный датчик, используемый для контроля уровня жидкости внутри сосуда. Он состоит из поплавка, который перемещается вместе с поверхностью жидкости, и магнитной муфты, которая перемещает внешний индикатор, обычно представляющий собой ряд вращающихся заслонок или гистограмму.
Поплавок, содержащий сильный магнит, движется вверх и вниз по мере изменения уровня жидкости. Снаружи камеры установлен ряд магнитных заслонок или роликов. Когда поплавок движется, магнитное поле заставляет заслонки вращаться и менять цвет, визуально отображая уровень жидкости.
Бенефиты:
- Четкая визуальная индикация в реальном времени
- Не требуется внешний источник питания
- Подходит для применений с высоким давлением и высокой температурой.
- Изолирован от технологической жидкости – снижает коррозию и упрощает техническое обслуживание.
Приложения включают в себя резервуары для хранения, сосуды под давлением и агрессивные или токсичные жидкости. Ограничения, такие как то, что он обеспечивает только локальную индикацию (если не объединен с передатчиком), менее эффективен для жидкостей с низкой плотностью или высокой вязкостью.
Магнитный датчик уровня
С помощью магнитного датчика уровня возможны решения, специфичные для процесса и процедуры. Эти датчики часто крепятся рядом с магнитным индикатором уровня для обеспечения как визуального, так и дистанционного контроля уровня.
Рабочая температура: T = -90 … +450 °C [-130 … +842 °F];
Рабочее давление: P = от вакуума до 100 бар [1,450.4 фунтов на кв. дюйм];
Предельная плотность: ρ ≥ 400 кг/м3 [25.0 фунтов/фут3] и разрешение < 0.1 мм.
Типы магнитных уровнемеров:
- Передатчик с цепочкой герконов — использует цепочку герконовых переключателей и резисторов, приводимых в действие движущимся магнитом.
- Датчик Холла — использует датчики Холла для определения положения поплавка.
- Магнитострикционный передатчик – обеспечивает высокоточное измерение уровня, используя принцип времени пролета крутильной волны в проводе.
Бенефиты:
- Точно и надежно
- Подходит для непрерывного измерения уровня
- Может интегрироваться с системами ПЛК, SCADA и DCS
- Обеспечивает как локальный, так и удаленный мониторинг
Области применения включают резервуары нефтеперерабатывающих заводов, химические технологические сосуды, котлы высокого давления и пищевые установки.
Требуются определенные соображения. Требуется источник питания. Установка может потребовать калибровки. Типы датчиков должны выбираться на основе среды применения.
Магнитный датчик уровня или реле
Магнитный датчик уровня — это точечное устройство измерения уровня, которое срабатывает, когда жидкость достигает заданного уровня. Эти датчики обычно имеют поплавковую конструкцию, в которую встроены магниты, активирующие герконовый переключатель, бесконтактный датчик или реле.
Виды магнитных реле уровня или датчиков
- Магнитный датчик уровня, устанавливаемый сверху
- Магнитный датчик уровня, устанавливаемый сбоку
- Многоточечный переключатели уровня (обнаружить несколько уровней в пределах одного блока)
Когда уровень жидкости достигает поплавка, поплавок движется и вызывает магнитное поле, активирующее внутренний переключатель. Затем переключатель посылает сигнал в систему управления или напрямую на исполнительный механизм, насос или сигнализацию.
Бенефиты:
- Просто и экономично
- Не требуется внешнего питания (для герконовых переключателей)
- Надежная работа в суровых условиях
- Простота установки и обслуживания
Области применения включают защиту от перелива в резервуарах, защиту насосов (отсечка по нижнему уровню), сигнализацию высокого/низкого уровня и определение уровня интерфейса (например, отделение нефти от воды).
Ограничения заключаются в том, что они подходят только для обнаружения на точечном уровне. Не идеальны для непрерывного мониторинга.
Критерии выбора при выборе магнитного уровнемера
Больше решений для измерения уровня
- Уровнемер типа GWR: полное руководство
- Одноточечные – многоточечные поплавковые реле уровня | Простые, но эффективные
- Различные решения для измерения уровня жидкости
- Датчики уровня поплавкового типа для непрерывного измерения уровня
- Полное руководство по системам измерения уровня в бункере
- Подробное руководство по различным типам датчиков уровня
- Измерение уровня в резервуарах с помощью датчиков давления/датчиков перепада давления
- Гидростатическое измерение уровня – измерение уровня жидкости с помощью датчиков давления
При правильном выборе и обслуживании магнитные системы измерения уровня обеспечивают длительную и точную работу в течение многих лет.
На основе приведенного выше подробного обсуждения вы сможете быстро понять принципы работы, преимущества и ограничения, а также сценарии применения различных типов решений для измерения магнитного уровня.
Мы в Sino-Inst предлагаем различные типы датчиков уровня. В том числе магнитные, радарные, волноводные радары, гидростатического давления, ультразвуковые, емкостные, поплавковые и другие различные измерительные технологии. Они лучше всего подходят для измерения уровня, интерфейса и объема для основных, сложных и экстремальных условий в различных отраслях промышленности.
Чжан Вэй обладает 20-летним опытом работы инженером по автоматизированному контрольно-измерительному оборудованию, специализируясь на исследованиях, проектировании, установке, вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании автоматизированных приборов.
Обладает опытом работы с различными протоколами связи приборов (такими как Modbus, Profibus и др.), имеет солидный опыт проектирования аппаратных схем и программирования программного обеспечения (владеет языком C и программированием ПЛК). Имеет обширный опыт работы над проектами; проекты, в которых он руководил и в которых принимал участие, достигли выдающихся результатов, повысив точность продукции, снизив затраты и увеличив эффективность производства.
Обладает превосходными коммуникативными и координационными навыками, а также сильным командным духом, что позволяет ему оперативно реагировать на потребности клиентов и предоставлять высококачественные решения в области автоматизации и контрольно-измерительной аппаратуры.