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技術(shù)文章
磁翻板式液位計(jì)檢測誤差的修正方法
閱讀次數(shù)：687 發(fā)布時(shí)間：2020/4/25 8:42:04
磁翻板式液位計(jì)檢測誤差的修正方法
0 前言
大慶油田目前使用了大量的液位計(jì)和油水界面計(jì)，統(tǒng)稱為液位計(jì)。按照功能分為基地式與遠(yuǎn)程式兩大類，主要類型包括浮子式，浮球式，浮筒式，壓力式，電容式，電導(dǎo)式，反射式等。
在油田生產(chǎn)中，液位計(jì)主要應(yīng)用在兩方面，一是應(yīng)用在過程控制系統(tǒng)中，另一個(gè)方面是應(yīng)用在保證生產(chǎn)系統(tǒng)的緊急關(guān)斷系統(tǒng)中，由此可見，液位計(jì)在油田生產(chǎn)中至關(guān)重要。因而液位計(jì)的檢定工作更是至關(guān)重要，只有保證了液位計(jì)的準(zhǔn)確可靠才能保證其在生產(chǎn)運(yùn)行中的重要作用。在測量油田中轉(zhuǎn)站罐體液位的各種液位計(jì)中，因考慮到環(huán)境因素，儀器成本，以及維護(hù)成本等多方面因素，磁翻板式液位計(jì)使用***為廣泛。
1 磁翻板式液位計(jì)的工作原理
磁翻板液位計(jì)是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成，所以也被稱為磁性浮子液位計(jì)。磁翻板液位計(jì)的工作腔體一般與被測容器平行豎直連通，根據(jù)連通器原理，當(dāng)容器中的液位有升降變化時(shí)，磁翻板液位計(jì)腔體管中的液位也會隨之變化，液體帶動其中的磁性浮子運(yùn)動，浮子內(nèi)的***磁體通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)。液位上升時(shí)翻柱由白變紅，液位下降時(shí)翻柱重新由紅變白，紅白線交接處即為被測容器內(nèi)液位的實(shí)際高度。同時(shí)帶有遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計(jì)，在液位變化時(shí)，液位傳感器在浮球的磁力作用下，輸出變化的電阻信號，再經(jīng)變送器把電阻信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枺瑐魉偷竭h(yuǎn)傳二次表。
2 磁翻板式液位計(jì)現(xiàn)場出現(xiàn)的誤差
2.1 溫度影響磁翻板式液位計(jì)產(chǎn)生的誤差目前現(xiàn)場使用的磁翻板式液位計(jì)都與被測罐體豎直平行連接。在現(xiàn)場通過儀表上的讀數(shù)尺即可知道被測罐體液位高度。帶有遠(yuǎn)傳功能的儀表，即可在二次表上讀數(shù)，非常方便快捷。但往往儀表示值與二次表遠(yuǎn)傳示值不一致的情況常有出現(xiàn)。
造成這一情況的原因有很多種，其中有測量誤差的疊加，或者在異常狀態(tài)下出現(xiàn)的失準(zhǔn)。但根據(jù)實(shí)驗(yàn)，這一問題的關(guān)鍵來自于溫度的變化引起的計(jì)量誤差。磁翻板液位計(jì)的工作原理簡略的說就是物理學(xué)上連通器的原理。正常情況下被測罐體與磁翻板液位計(jì)腔體內(nèi)的液體高度必然相等。但是實(shí)際使用時(shí)的情況是：被測罐體體積相對很大，為了保護(hù)罐體在惡劣環(huán)境下的安全運(yùn)行，其外部都包裹一層鐵皮防止腐蝕，也起到了保溫的作用。因此罐內(nèi)液體溫度變化不大。然而磁翻板式液位計(jì)常年至于罐體外側(cè)，其受外部環(huán)境因素影響很大。
理論情況下，罐內(nèi)A 點(diǎn)的壓力值與液位計(jì)腔體內(nèi)的B點(diǎn)壓力相同。即ρ（A）H（A）=ρ（B）H（B）。H 為液位高度，但是在A，B 兩點(diǎn)溫度不等的情況下，其液體密度改變，即ρ 值發(fā)生變化，自然罐內(nèi)液位與罐外液位計(jì)腔體內(nèi)液位高度就會不一樣，繼而產(chǎn)生計(jì)量誤差。
2.2 其他因素影響磁翻板式液位計(jì)產(chǎn)生的誤差
①磁翻板液位計(jì)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用，很大一部分應(yīng)用在氣液二項(xiàng)混合的罐體，被測液體為多組分，其綜合密度變化更大；②在冬季生產(chǎn)時(shí)，外部環(huán)境溫度多在0 度以下，極易磁浮子與管壁凍結(jié)或者卡頓，繼而產(chǎn)生的示值異常。
3 磁翻板式液位計(jì)的誤差修正
3.1 檢測儀表示值的誤差
對某采油廠3.6m 高的臥式罐所使用的磁翻板式液位計(jì)進(jìn)行五組溫度測量試驗(yàn)，得到結(jié)果如下表所示：
經(jīng)試驗(yàn)測算可知，由內(nèi)外溫度差引起的磁翻板液位計(jì)計(jì)量誤差實(shí)際存在，需要對測量結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
3.2 檢測儀表示值的誤差修正
儀表的顯示原理基于P=ρgH，可得液位高度H=P/(ρg)，分別列出被測罐內(nèi)和罐外的壓力平衡公式，兩個(gè)相比，即可得出結(jié)論：
用罐體設(shè)計(jì)給定的密度與工況密度之比，再乘以儀表顯示的液位值得出的數(shù)值。即可完成對磁翻板液位計(jì)的誤差修正。
4 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，自動化計(jì)量儀表的使用逐漸增多，其中液位計(jì)使用廣泛，在油田發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，因此液位計(jì)的校準(zhǔn)工作變得尤為重要，本文主要針對磁翻板式液位計(jì)檢測液位時(shí)，因溫度變化引起密度改變而造成的計(jì)量誤差。如何對誤差進(jìn)行修正的問題進(jìn)行了論述。具有一定的理論意義。
大慶油田目前使用了大量的液位計(jì)和油水界面計(jì)，統(tǒng)稱為液位計(jì)。按照功能分為基地式與遠(yuǎn)程式兩大類，主要類型包括浮子式，浮球式，浮筒式，壓力式，電容式，電導(dǎo)式，反射式等。
在油田生產(chǎn)中，液位計(jì)主要應(yīng)用在兩方面，一是應(yīng)用在過程控制系統(tǒng)中，另一個(gè)方面是應(yīng)用在保證生產(chǎn)系統(tǒng)的緊急關(guān)斷系統(tǒng)中，由此可見，液位計(jì)在油田生產(chǎn)中至關(guān)重要。因而液位計(jì)的檢定工作更是至關(guān)重要，只有保證了液位計(jì)的準(zhǔn)確可靠才能保證其在生產(chǎn)運(yùn)行中的重要作用。在測量油田中轉(zhuǎn)站罐體液位的各種液位計(jì)中，因考慮到環(huán)境因素，儀器成本，以及維護(hù)成本等多方面因素，磁翻板式液位計(jì)使用***為廣泛。
1 磁翻板式液位計(jì)的工作原理
磁翻板液位計(jì)是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成，所以也被稱為磁性浮子液位計(jì)。磁翻板液位計(jì)的工作腔體一般與被測容器平行豎直連通，根據(jù)連通器原理，當(dāng)容器中的液位有升降變化時(shí)，磁翻板液位計(jì)腔體管中的液位也會隨之變化，液體帶動其中的磁性浮子運(yùn)動，浮子內(nèi)的***磁體通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)。液位上升時(shí)翻柱由白變紅，液位下降時(shí)翻柱重新由紅變白，紅白線交接處即為被測容器內(nèi)液位的實(shí)際高度。同時(shí)帶有遠(yuǎn)傳功能的磁翻板液位計(jì)，在液位變化時(shí)，液位傳感器在浮球的磁力作用下，輸出變化的電阻信號，再經(jīng)變送器把電阻信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枺瑐魉偷竭h(yuǎn)傳二次表。
2 磁翻板式液位計(jì)現(xiàn)場出現(xiàn)的誤差
2.1 溫度影響磁翻板式液位計(jì)產(chǎn)生的誤差目前現(xiàn)場使用的磁翻板式液位計(jì)都與被測罐體豎直平行連接。在現(xiàn)場通過儀表上的讀數(shù)尺即可知道被測罐體液位高度。帶有遠(yuǎn)傳功能的儀表，即可在二次表上讀數(shù)，非常方便快捷。但往往儀表示值與二次表遠(yuǎn)傳示值不一致的情況常有出現(xiàn)。
造成這一情況的原因有很多種，其中有測量誤差的疊加，或者在異常狀態(tài)下出現(xiàn)的失準(zhǔn)。但根據(jù)實(shí)驗(yàn)，這一問題的關(guān)鍵來自于溫度的變化引起的計(jì)量誤差。磁翻板液位計(jì)的工作原理簡略的說就是物理學(xué)上連通器的原理。正常情況下被測罐體與磁翻板液位計(jì)腔體內(nèi)的液體高度必然相等。但是實(shí)際使用時(shí)的情況是：被測罐體體積相對很大，為了保護(hù)罐體在惡劣環(huán)境下的安全運(yùn)行，其外部都包裹一層鐵皮防止腐蝕，也起到了保溫的作用。因此罐內(nèi)液體溫度變化不大。然而磁翻板式液位計(jì)常年至于罐體外側(cè)，其受外部環(huán)境因素影響很大。
理論情況下，罐內(nèi)A 點(diǎn)的壓力值與液位計(jì)腔體內(nèi)的B點(diǎn)壓力相同。即ρ（A）H（A）=ρ（B）H（B）。H 為液位高度，但是在A，B 兩點(diǎn)溫度不等的情況下，其液體密度改變，即ρ 值發(fā)生變化，自然罐內(nèi)液位與罐外液位計(jì)腔體內(nèi)液位高度就會不一樣，繼而產(chǎn)生計(jì)量誤差。
2.2 其他因素影響磁翻板式液位計(jì)產(chǎn)生的誤差
①磁翻板液位計(jì)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用，很大一部分應(yīng)用在氣液二項(xiàng)混合的罐體，被測液體為多組分，其綜合密度變化更大；②在冬季生產(chǎn)時(shí)，外部環(huán)境溫度多在0 度以下，極易磁浮子與管壁凍結(jié)或者卡頓，繼而產(chǎn)生的示值異常。
3 磁翻板式液位計(jì)的誤差修正
3.1 檢測儀表示值的誤差
對某采油廠3.6m 高的臥式罐所使用的磁翻板式液位計(jì)進(jìn)行五組溫度測量試驗(yàn)，得到結(jié)果如下表所示：
經(jīng)試驗(yàn)測算可知，由內(nèi)外溫度差引起的磁翻板液位計(jì)計(jì)量誤差實(shí)際存在，需要對測量結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
3.2 檢測儀表示值的誤差修正
儀表的顯示原理基于P=ρgH，可得液位高度H=P/(ρg)，分別列出被測罐內(nèi)和罐外的壓力平衡公式，兩個(gè)相比，即可得出結(jié)論：
用罐體設(shè)計(jì)給定的密度與工況密度之比，再乘以儀表顯示的液位值得出的數(shù)值。即可完成對磁翻板液位計(jì)的誤差修正。
4 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，自動化計(jì)量儀表的使用逐漸增多，其中液位計(jì)使用廣泛，在油田發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，因此液位計(jì)的校準(zhǔn)工作變得尤為重要，本文主要針對磁翻板式液位計(jì)檢測液位時(shí)，因溫度變化引起密度改變而造成的計(jì)量誤差。如何對誤差進(jìn)行修正的問題進(jìn)行了論述。具有一定的理論意義。
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