磁致伸縮式液位計的原理和應用

謝芳

（中國石化工程建設有限公司，北京100101）

液位儀表的選型要求較高。通常液位測量由于對象復雜，液位的測量范圍變化大等原因，在液位計的選擇過程中需要考慮的因素主要有測量工況分析、介質特性分析、測量要求分析、精度要求分析、用戶的使用習慣考慮、性價比選擇等。石化裝置具有高溫高壓、易燃易爆的特點，對用于易燃易爆、有毒、腐蝕性介質測量的儀表，重點應考慮儀表的可測范圍、穩定性，介質腐蝕性，儀表的維護量等內容。液位測量的儀表種類繁多，磁致伸縮式液位計具有測量精度高、范圍寬、使用方便、維護費用低等特點，可廣泛應用于石化、制藥、水利等領域，比傳統壓力式、機械式、電容、超聲波或雷達等測量系統具有更高的應用和經濟價值［1］。

1 磁致伸縮式液位計簡介

磁致伸縮（Magnetostrition）指鐵磁質中磁化方向的改變會引起介質晶格間距的改變，從而使得鐵磁質的長度和體積發生改變的現象。磁致伸縮現象具有各向異性，當長度為L的磁性材料在磁化方向上的長度變化為ΔL時，磁致伸縮率可表示為：λ＝ΔL／L。磁致伸縮率的范圍一般為1×10－3～1×10－5。

磁致伸縮式液位計（Magnetostrictive Liquid LeveL Meter）內部檢測元件由一定的磁致伸縮物質構成，是基于磁致伸縮原理設計制造的液位（界位）計，它由磁性浮子驅動，高精度、高分辨率變送器傳送4～20mA 標準信號（帶 HART）［2］，24V直流二線制供電，變送器可做成耐腐蝕型的。

1.1 工作原理

磁致伸縮式液位計的基本原理如圖1所示，結構如圖2所示。其結構分為三部分：浮球、變送器和裝有磁致線的不銹鋼測量管。……