磁翻板液位計現場檢測誤差的修正

張賀

摘要：目前油田生產前線，液位計應用廣泛，本文主要針對磁翻板式液位計檢測液位時，因溫度變化引起密度改變而造成的計量誤差。如何對誤差進行修正的問題進行了論述。

關鍵詞：磁翻板式液位誤差修正

前言

大慶油田目前使用了大量的液位計和油水界面計，統稱為液位計。按照功能分為基地式與遠程式兩大類，主要類型包括浮子式，浮球式，浮筒式，壓力式，電容式，電導式，反射式等。

在油田生產中，液位計主要應用在兩方面，一是應用在過程控制系統中，另一個方面是應用在保證生產系統的緊急關斷系統中，由此可見，液位計在油田生產中至關重要。因而液位計的檢定工作更是至關重要，只有保證了液位計的準確可靠才能保證其在生產運行中的重要作用。在測量油田中轉站罐體液位的各種液位計中，因考慮到環境因素，儀器成本，以及維護成本等多方面因素，磁翻板式液位計使用最為廣泛。

1、磁翻板式液位計的工作原理

磁翻板液位計是根據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。磁翻板液位計的工作腔體一般與被測容器平行豎直連通，根據連通器原理，當容器中的液位有升降變化時，磁翻板液位計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動，浮子內的永久磁體通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅動紅、白翻柱翻轉。液位上升時翻柱由白變紅，液位下降時翻柱重新由紅變白，紅白線交接處即為被測容器內液位的實際高度。同時帶有遠傳功能的磁翻板液位計，在液位變化時，液位傳感器在浮球的磁力作用下，輸出變化的電阻信號，再經變送器把電阻信號轉變為電流信號，傳送到遠傳二次表。

2、磁翻板式液位計現場出現的誤差

2.1溫度影響磁翻板式液位計產生的誤差

目前現場使用的磁翻板式液位計都與被測罐體豎直平行連接。在現場通過儀表上的讀數尺即可知道被測罐體液位高度。帶有遠傳功能的儀表，即可在二次表上讀數，非常方便快捷。但往往儀表示值與二次表遠傳示值不一致的情況常有出現。

造成這一情況的原因有很多種，其中有測量誤差的疊加，或者在異常狀態下出現的失準。但根據實驗，這一問題的關鍵來自于溫度的變化引起的計量誤差。

對于磁翻板式液位計來說，磁翻板液位計的工作原理簡略的說就是物理學上連通器的原理。正常情況下被測罐體與磁翻板液位計腔體內的液體高度必然相等。但是實際使用時的情況是：被測罐體體積相對很大，為了保護罐體在惡劣環境下的安全運行，其外部都包裹一層鐵皮防止腐蝕，也起到了保溫的作用。因此罐內液體溫度變化不大。然而磁翻板式液位計常年至于罐體外側，其受外部環境因素影響很大。

理論情況下，罐內A點的壓力值與液位計腔體內的B點壓力相同。即ρ（A）H（A）=ρ（B）H（B）。H為液位高度，但是在A，B兩點溫度不等的情況下，其液體密度改變，即ρ值發生變化，自然罐內液位與罐外液位計腔體內液位高度就會不一樣，繼而產生計量誤差。

2.2其他因素影響磁翻板式液位計產生的誤差

（1）磁翻板液位計在油田生產中的應用，很大一部分應用在氣液二項混合的罐體，被測液體為多組分，其綜合密度變化更大。

（2）在冬季生產時，外部環境溫度多在0度以下，極易磁浮子與管壁凍結或者卡頓，繼而產生的示值異常。

3、磁翻板式液位計的誤差修正

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進行五組溫度測量試驗，得到結果如下表所示：

經試驗測算可知，由內外溫度差引起的磁翻板液位計計量誤差實際存在，需要對測量結果進行溫度補償。

3.2檢測儀表示值的誤差修正

利用磁翻板液位計現場檢測裝置對檢測儀表示值的誤差進行，修正傳感器信號的采集及采集數據的傳輸，包括顏色識別傳感器和位移傳感器。

（1）液位計翻版檢測，有效檢測距離為2mm，通過GRB值可區分紅色與白色，判斷液位計浮子翻轉變化：

液位計紅色翻版識別，通過數據顯示，GRB值為194，237，234，（2），液位計白色翻版識別，通過數據顯示，GRB值為260，353，334，通過上述數據分析，可區分液位計翻版的變化。

（3），液位計長度檢測，有效檢測距離為1cm～2m，需白色遮擋物作為參考，數據穩定，如下圖顯示：

3.3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），分別列出被測罐內和罐外的壓力平衡公式，兩個相比，即可得出結論：

用罐體設計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值。即可完成對磁翻板液位計的誤差修正。

4、結束語

隨著科學技術的發展，自動化設備的應用越來越廣泛，自動化計量儀表的使用逐漸增多，其中液位計使用廣泛，在油田發展中起著至關重要的作用，因此液位計的校準工作變得尤為重要，本文主要針對磁翻板式液位計檢測液位時，因溫度變化引起密度改變而造成的計量誤差。如何對誤差進行修正的問題進行了論述。具有一定的理論意義。