磁翻柱液位計(jì)是一種在各類液位測量中非常常見液位計(jì)，磁翻柱液位計(jì)的特點(diǎn)反應(yīng)速度快，讀數(shù)方便。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，普遍存在液位測量結(jié)果與實(shí)際液位存在偏差的情況，發(fā)生這種情況的原因是什么，怎樣找到有效解決此類的問題的辦法，本文就是針對磁翻柱液位計(jì)測量結(jié)果偏大情況進(jìn)行分析，探尋發(fā)生問題的原因，提出幫助維修人員解決偏差的辦法。
1 問題簡述
在ahp（高壓加熱器）001ba（用001ba指代實(shí)際的罐）中有兩個液位測量裝置，分別為ahp001mn和ahp001ln（用001mn和001ln指代實(shí)際的測量裝置），其中ahp001mn為超聲波液位測量裝置，ahp001ln為當(dāng)場顯示的磁翻柱液位計(jì)，兩個液位計(jì)測量同一液位。
在工作過程中遇到了001ln測量的液位值比實(shí)際設(shè)定的液位值要高10cm，在測量通道中水溫會低于罐中的水溫，水溫下降會導(dǎo)致水的密度上升，水的密度上升會產(chǎn)生兩個相反的作用：
①測量通道中水位下降，001ln測量值偏低；
②001ln浮球有更多片面浮在水面上，造成測量值偏高。在本文中會對這一現(xiàn)象做出分析，并提出解決方案。
2 原因分析
假設(shè)罐子的實(shí)際液位為h2，由于ahp001中為高溫高壓的水，在引出測量管線測液位的過程中，由于保溫套管或是其它方面的原因會造成001mn和001ln測量管中的水溫低于001ba中的水溫，由常識可知在壓力不變的情形下水的溫度反向作用于水的密度，在該問題中就是由于測量端的水溫下降，測量裝置中水的液位由設(shè)定值h2降低為h1。在問題分析中我們必須做出一個假設(shè)，那就是測量裝置001mn和001ln中的水溫是一樣的，這樣可以保證兩個裝置的水位一致。ahp001mn測量到的水位為h1，低于設(shè)定值，此時水位控制系統(tǒng)開始工作，將測量裝置中的水位提升到h2。
水位進(jìn)行調(diào)整時，將測量裝置中的水位調(diào)整到了h2，此時實(shí)際001ba中的水位為h3。裝備正常工作時，在001ba中的水位究竟為多少是不可知的，我們只能假設(shè)ahp001mn測量裝備非常*，它所測量的即為001ba中的實(shí)際液位，在測量通道的水位由于溫度下降而降低時，控制作用會增加001ba中的水，直達(dá)001mn測量的水位為設(shè)定值。而ahp001ln和aho001mn兩個測量管道中的水位是一致的，因此不管測量管道中的溫度下降到什么程度，可能會在短時間內(nèi)測量通道的水位低于設(shè)定值，但經(jīng)過調(diào)整都會達(dá)到設(shè)定值的水位，因此測量通道的水位下降不會直接導(dǎo)致001ln液位測量值下降。
當(dāng)水溫下降，水的密度進(jìn)步時會影響磁翻柱液位計(jì)浮球在水中的位置，進(jìn)而影響到測量的水位。液位計(jì)的浮球是由三節(jié)空心不銹鋼圓筒組成，其中非常上面一節(jié)圓筒中線位置含有磁性材料，它帶動外邊磁翻板動作，產(chǎn)生液位指示信號[1]。假設(shè)每個浮球的中心片面近似為一段圓柱，浮球按照安裝方向豎直放置時，h1為頂部浮球中心點(diǎn)，h2為液面對應(yīng)高度，δh為兩者比較高度（δh=h2-h1），底部到h1高度對應(yīng)浮球的體積為v1，液面高度所對應(yīng)浮球的體積為v2，兩者的比較體積為δv（δv=v2-v1），假設(shè)液面所對應(yīng)的位置處于浮球圓柱片面，則有以下公式：
由于浮球是浮在液位中的，因此滿足阿基米德原理，即物體浸在液體中排開液體的重力等于物體浸在液體中受到的浮力，滿足公式
當(dāng)浮球在頂端中線附近浮動時，可將浮球近似為一個圓柱體，因此由公式
將公式進(jìn)一步簡化，可得：
在公式中，δh為實(shí)際液位偏離浮球頂端中線的距離，m為浮球的重量，r為浮球的半徑，ρ為實(shí)際液體的密度。
對以上參數(shù)進(jìn)行測量，實(shí)際結(jié)果如下所示：
在測量的過程中，由于工具所限，在質(zhì)量測量上可能會有一定的偏差，范圍在10g以內(nèi)，我們以10g的偏差對非常終的結(jié)果影響如下：
當(dāng)m=850g，ρ=860kg/m3，時，計(jì)較所得δh=-1.8cm；當(dāng)m=840g，ρ=860kg/m3時，計(jì)較所得δh=-2.2cm，因此測量過程中浮球質(zhì)量的精度對實(shí)際液位測量不會很大。
由于本文將浮球近似為一個圓柱體，因此只有液面在浮球軸向一定范圍內(nèi)（設(shè)為l）才有效，本模型才夠適用。
為了求出密度變化的允許范圍，行使公式可得，當(dāng)-≤δh≤時，求得液體的密度取值范圍為710kg/m3≤ρ液≤944kg/m3。各個功能位置密度ρ與浮球高度δh如表2所示，由公式可得液體密度與比較高度的關(guān)系，如圖1所示：
橫坐標(biāo)為液體的密度，縱坐標(biāo)為浮球的比較高度，由圖可知，液體的密度越大，磁翻柱液位計(jì)浮球在液面以上的部位越多，測量得到的液位值越大。
3 原因小結(jié)
①001mn測量管道的溫度低于001ln測量管道溫度，這樣可以會使001mn處液位低于001ln處，造成磁翻柱液位計(jì)測量值偏高。
②001ln測量管道溫度低，液體密度升高，導(dǎo)致磁翻柱液位計(jì)測量值升高。
既然測量到的磁翻柱液位計(jì)總是比設(shè)定值高，此時應(yīng)采取有效措施將該液位計(jì)的示數(shù)降下來，在這里選用的是非常簡單的方法——給浮球增加重量。
可采用兩個不銹鋼316l圓餅，直徑3cm，高度1cm，密度8.03g/cm3每個圓餅重量約55g，將這個不銹鋼圓餅焊接在浮球的底部可以增加浮球的重量。
假設(shè)液體的密度為860mg/m3，此時由公式可知比較高度δh與浮球質(zhì)量的關(guān)系如公式所示：
由公式可知，在密度確定的情況下，浮球重量每增加55g，比較高度變化1.9cm，即觀測到的磁翻柱液位計(jì)指示值下降1.9cm，該情形下假設(shè)要消除10cm的測量需要掛上5個不銹鋼圓餅，但是由于原模型有-≤δh≤的限制，為了保證精度，δh的取值應(yīng)小于4.7cm，液體的密度為860mg/m3，浮球默認(rèn)比較高度為-1.8cm，所以總共有6.5cm的裕度，可以掛3個不銹鋼圓餅，將測量指示值拉下來5.7cm。此時若掛上第4個不銹鋼圓餅，浮球的總質(zhì)量達(dá)到1060g，而浮球的總體積（含加上去的不銹鋼鐵餅體積）約為1280ml，在密度為860mg/m3的液體下，非常大浮力為1100g，在該情形下浮球基本上絕大片面浸在液體里面，且一旦液體的密度稍作改變，浮球就有下沉的兇險(xiǎn)，不適合做液位指示，倘若在磁翻柱液位計(jì)浮球上加5個不銹鋼圓餅，浮球?qū)⒅苯映寥胍后w底部。
4 解決方案
可以在浮球底部焊接不銹鋼鐵餅，增加浮球重量，使浮球更多片面浸在液體中，從而降低磁翻柱液位計(jì)的指示值，但是不能過多地增加浮球的重量，因?yàn)橛锌赡軙斐筛∏虻闹亓Υ笥诟×Χ鴮?dǎo)致其直接沉入液底。