簡析潤中科技技改后的新型磁翻板液位計

 國內目前的各類面對工業生產的技術革新方興未艾，隨著科技的進步，這種趨勢將越來越明顯，對于國民經濟生產的推動力也是巨大的。典型的例子是：在磁翻板液位計技術未革新之前，國內的的磁翻板液位計在測量普通介質都是精準使用正常的，然而隨著工業機械，化工，電力，石油等高速的發展，也同時產生了一些需要更精準，更特殊要求的環境，由于測量介質的特殊性，影響了磁翻板液位計正常測量功能的進行，導致其工作狀態出現非正常狀況。舉例如下：
 
比如：用磁翻板液位計測量大型鍋爐氣包上的液位,具有高密封,防泄漏,可靠性好的優點。由于鍋爐汽包水位測量對于鍋爐的安全運行是極為重要的,水位過高、過低將引起蒸汽品質變壞或水循環惡化甚至造成事故。磁翻板液位計在其傳感器中用于機—電轉換的關鍵部件干簧管只能工作在120 OC以下的工作環境中,因此在高溫環境下,干簧管磁翻柱液位計無法輸出電信號,需要尋求一種新型的傳感器來解決這一難題。 于是一種新思路應運而生，這就是一種新型容柵式磁翻板液位計。它是在干簧管磁翻柱液位計的基礎上,改用容柵傳感器代替了干簧管作為遠傳裝置。

由于傳感器的精度直接影響測量的結果,為了設計出優的傳感器,本文分別使用了遠場單元和Trefftz有限元方法對電容傳感器進行數學建模,將兩者的仿真結果和實驗值比較,發現Hybrid-Trefftz有限元是一種有效的方法,它與真實值之間的相對誤差只為3.3%。使用ANSYS大型有限元軟件分別對四種不同形狀的電容傳感器極板及結構進行優化設計,從而選取優的結構參數,研制出容柵傳感器的模型樣機。

由于電容傳感器的電容極板之間的電容為幾個pf的數量級,為了準確的檢測出電容的變化量,本課題采用了基于充放電原理的微小電容測量電路。采用MSP430單片機控制容柵傳感器中電容極板的選通,數據的采集和處理,并計算出液位值,輸出PWM波,由后續電路轉換成兩線制4-20MA電流信號。

系統調試成功后,進行模擬檢測測量和溫度特性分析。其傳感器能分辨出磁翻柱的翻轉情況,但其重復性在各電容極板檢測中差別較大,極板檢測的重復性較好的為0.035%,較差的為8.9%。其溫度特性主要由傳感器和檢測電路的溫度特性決定,容柵傳感器可以用耐高溫材料制成,而檢測電路可以通過屏蔽引線讓它遠離測量筒,并且在引線處加散熱片。

在設計的整體思路上，為了減少引線上雜散電容的影響采用了抗雜散電容電路，各種參數的測試結果表明此容柵磁翻板液位計能夠實現液位的測量,可能滿足系統設計要求。

由于磁翻板液位計技術革新才有了現在的高溫高壓型磁翻板液位計，同時也使得用戶的使用費用成本大幅降低，只有技術的不斷進步，才能逐步提高進口產品的替代率，提高國產產品的占有率和使用率。 
 

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