磁翻板液位计现场检测误差的修正

张贺

摘要：目前油田生产前线，液位计应用广泛，本文主要针对磁翻板式液位计檢测液位时，因温度变化引起密度改变而造成的计量误差。如何对误差进行修正的问题进行了论述。

关键词：磁翻板式液位误差修正

前言

大庆油田目前使用了大量的液位计和油水界面计，统称为液位计。按照功能分为基地式与远程式两大类，主要类型包括浮子式，浮球式，浮筒式，压力式，电容式，电导式，反射式等。

在油田生产中，液位计主要应用在两方面，一是应用在过程控制系统中，另一个方面是应用在保证生产系统的紧急关断系统中，由此可见，液位计在油田生产中至关重要。因而液位计的检定工作更是至关重要，只有保证了液位计的准确可靠才能保证其在生产运行中的重要作用。在测量油田中转站罐体液位的各种液位计中，因考虑到环境因素，仪器成本，以及维护成本等多方面因素，磁翻板式液位计使用最为广泛。

1、磁翻板式液位计的工作原理

磁翻板液位计是根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成，所以也被称为磁性浮子液位计。磁翻板液位计的工作腔体一般与被测容器平行竖直连通，根据连通器原理，当容器中的液位有升降变化时，磁翻板液位计腔体管中的液位也会随之变化，液体带动其中的磁性浮子运动，浮子内的永久磁体通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转。液位上升时翻柱由白变红，液位下降时翻柱重新由红变白，红白线交接处即为被测容器内液位的实际高度。同时带有远传功能的磁翻板液位计，在液位变化时，液位传感器在浮球的磁力作用下，输出变化的电阻信号，再经变送器把电阻信号转变为电流信号，传送到远传二次表。

2、磁翻板式液位计现场出现的误差

2.1温度影响磁翻板式液位计产生的误差

目前现场使用的磁翻板式液位计都与被测罐体竖直平行连接。在现场通过仪表上的读数尺即可知道被测罐体液位高度。带有远传功能的仪表，即可在二次表上读数，非常方便快捷。但往往仪表示值与二次表远传示值不一致的情况常有出现。

造成这一情况的原因有很多种，其中有测量误差的叠加，或者在异常状态下出现的失准。但根据实验，这一问题的关键来自于温度的变化引起的计量误差。

对于磁翻板式液位计来说，磁翻板液位计的工作原理简略的说就是物理学上连通器的原理。正常情况下被测罐体与磁翻板液位计腔体内的液体高度必然相等。但是实际使用时的情况是：被测罐体体积相对很大，为了保护罐体在恶劣环境下的安全运行，其外部都包裹一层铁皮防止腐蚀，也起到了保温的作用。因此罐内液体温度变化不大。然而磁翻板式液位计常年至于罐体外侧，其受外部环境因素影响很大。

理论情况下，罐内A点的压力值与液位计腔体内的B点压力相同。即ρ（A）H（A）=ρ（B）H（B）。H为液位高度，但是在A，B两点温度不等的情况下，其液体密度改变，即ρ值发生变化，自然罐内液位与罐外液位计腔体内液位高度就会不一样，继而产生计量误差。

2.2其他因素影响磁翻板式液位计产生的误差

（1）磁翻板液位计在油田生产中的应用，很大一部分应用在气液二项混合的罐体，被测液体为多组分，其综合密度变化更大。

（2）在冬季生产时，外部环境温度多在0度以下，极易磁浮子与管壁冻结或者卡顿，继而产生的示值异常。

3、磁翻板式液位计的误差修正

3.1检测仪表示值的误差

对某采油厂3.6m高的卧式罐所使用的磁翻板式液位计进行五组温度测量试验，得到结果如下表所示：

经试验测算可知，由内外温度差引起的磁翻板液位计计量误差实际存在，需要对测量结果进行温度补偿。

3.2检测仪表示值的误差修正

利用磁翻板液位计现场检测装置对检测仪表示值的误差进行，修正传感器信号的采集及采集数据的传输，包括颜色识别传感器和位移传感器。

（1）液位计翻版检测，有效检测距离为2mm，通过GRB值可区分红色与白色，判断液位计浮子翻转变化：

液位计红色翻版识别，通过数据显示，GRB值为194，237，234，（2），液位计白色翻版识别，通过数据显示，GRB值为260，353，334，通过上述数据分析，可区分液位计翻版的变化。

（3），液位计长度检测，有效检测距离为1cm～2m，需白色遮挡物作为参考，数据稳定，如下图显示：

3.3检测仪表示值的误差修正

仪表的显示原理基于P=ρgH，可得液位高度H=P/（ρg），分别列出被测罐内和罐外的压力平衡公式，两个相比，即可得出结论：

用罐体设计给定的密度与工况密度之比，再乘以仪表显示的液位值得出的数值。即可完成对磁翻板液位计的误差修正。

4、结束语

随着科学技术的发展，自动化设备的应用越来越广泛，自动化计量仪表的使用逐渐增多，其中液位计使用广泛，在油田发展中起着至关重要的作用，因此液位计的校准工作变得尤为重要，本文主要针对磁翻板式液位计检测液位时，因温度变化引起密度改变而造成的计量误差。如何对误差进行修正的问题进行了论述。具有一定的理论意义。