磁翻板液位计的工作原理非常巧妙,核心是利用磁耦合作用,将容器内液位的变化清晰地显示在外部。我们可以将其分解为三个主要部分来理解:
一、核心组成部分
1. 主导管(测量管):这是一个与容器相连通的空心管,其内部有一个磁性浮子。浮子的密度设计为介于被测液体和气体之间,使其能始终漂浮在液面上。
2. 磁性浮子:浮子内部封装有强永磁体。
3. 翻板显示条(红白双色小圆柱):这是一串紧密排列在主导管外侧的小薄片,每个小薄片都有一个轴,可以灵活翻转。薄片一面为红色(或其它醒目颜色),另一面为白色(或银色)。每个小薄片内部都嵌有一个小的磁铁。
二、工作过程(磁耦合作用)
1. 液位变化带动浮子:当容器内的液位上升或下降时,主导管内的液位也随之同步变化。这会带动管内的磁性浮子跟着上下移动。
2. 浮子磁场驱动翻板:随着磁性浮子在管内移动,其产生的强磁场会穿透非导磁材料(通常为不锈钢)制成的主导管壁,作用于外侧的翻板条上。
3. 翻板颜色翻转:
· 在有浮子磁场经过的区域(即液位所在位置),翻板内的小磁铁在磁场作用下被磁化并发生翻转,使其红色的一面朝外。
· 在没有浮子磁场的区域(即气相或真空部分),翻板内的小磁铁由于重力或复位磁力的作用,保持白色的一面朝外。
三、液位指示的形成
通过上述过程,翻板显示条会清晰地呈现出一个非常明显的分界面:
· 红色部分 = 液相部分
· 白色部分 = 气相部分
这个红白分界线的位置,就是容器内实时的液位高度。观察者可以从远处清晰地读取液位。
扩展:远传功能
很多磁翻板液位计还集成了远传变送器。其原理是在翻板条旁安装一个干簧管电阻链或磁致伸缩传感器。当磁性浮子移动时,会使特定位置的干簧管通断,从而改变回路电阻,或者通过磁致伸缩原理产生一个电信号。这个电信号被转换成标准的4-20mA电流信号或数字信号,传输到控制室,实现液位的远程监控。
总结一下:
磁翻板液位计的本质是一个“磁性的位置跟随器” 。容器内的液位推动磁性浮子,浮子的磁场驱动管外的磁性翻板翻转颜色,从而将内部不可见的液位变化,以醒目的红白分界线形式在外部直接显示出来。