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磁翻板液位計(jì)磁耦合系統(tǒng)理論分析
2016-08-03
磁翻板液位計(jì)是磁鐵在液位計(jì)中的一個(gè)典型應(yīng)用。帶有永磁磁鋼的浮子，浮在液面上，浮子內(nèi)的磁鋼正好處在液面位置上，通過磁性耦合作用使外部的翻片發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而指示出罐內(nèi)介質(zhì)的液位。
磁翻板液位計(jì)包含了兩個(gè)磁場組成的磁耦合系統(tǒng)。
其一是浮子磁系統(tǒng)：浮子作為感知液位部件，其內(nèi)部嵌有6～10個(gè)數(shù)量不等的圓柱型磁鋼，或者由兩塊磁鐵采用背靠背的方式組合在一起，因而在浮子圓周表面形成磁場，且磁場半徑擴(kuò)展性好，磁性作用距離遠(yuǎn)，一般要求能達(dá)到20～30mm，使浮子的磁力耦合作用到顯示面板內(nèi)的磁性翻片。其二是由磁翻片組成的磁系統(tǒng)，每個(gè)翻片翻片尺寸、質(zhì)量大小相等，內(nèi)部放置一個(gè)磁柱，磁柱的磁極呈N-S規(guī)律互相自鎖吸合，在沒有外部磁場作用時(shí)，翻片互相吸合連成一個(gè)整體。
當(dāng)浮子隨著液位升降，浮子的磁場作用力使翻片翻轉(zhuǎn)。由于翻片的磁性較弱，且質(zhì)量較輕，在浮子磁場的作用下，離浮子定向磁場最近的翻片會(huì)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，處于水平狀態(tài)，這個(gè)翻片所處的高度就是液位高度。
浮子與磁翻片的磁耦合必須恰當(dāng)，其中一個(gè)磁性偏大或偏小都會(huì)使液位計(jì)工作不正常。當(dāng)浮子的磁性較弱或兩者相距較遠(yuǎn)時(shí)，浮子對(duì)翻片的作用力較小，不能克服翻片之間的自鎖吸力，翻片不會(huì)翻轉(zhuǎn)；當(dāng)浮子磁性較強(qiáng)或距離靠近較近時(shí)，會(huì)使翻片翻轉(zhuǎn)360°，翻片顏色不會(huì)改變。翻片內(nèi)的磁柱磁性必須與浮子的磁性和自身質(zhì)量相匹配，當(dāng)翻片磁性偏大或質(zhì)量較輕，其之間的自鎖吸力較強(qiáng)，浮子的磁性無法克服翻片之間的自鎖吸力，翻片不會(huì)翻轉(zhuǎn)；當(dāng)翻片磁性較小或質(zhì)量較大，翻片之間的自鎖吸力不夠，無法實(shí)現(xiàn)互鎖，各個(gè)翻片就會(huì)翻轉(zhuǎn)不一致，形成“花臉”現(xiàn)象。
為此，計(jì)為在產(chǎn)品研發(fā)過程中制作了一個(gè)簡易的磁耦合檢測裝置，使生產(chǎn)出來的每臺(tái)磁翻板液位計(jì)的磁耦合處于最佳狀態(tài)，確保產(chǎn)品可靠工作。
磁翻板液位計(jì)包含了兩個(gè)磁場組成的磁耦合系統(tǒng)。
其一是浮子磁系統(tǒng)：浮子作為感知液位部件，其內(nèi)部嵌有6～10個(gè)數(shù)量不等的圓柱型磁鋼，或者由兩塊磁鐵采用背靠背的方式組合在一起，因而在浮子圓周表面形成磁場，且磁場半徑擴(kuò)展性好，磁性作用距離遠(yuǎn)，一般要求能達(dá)到20～30mm，使浮子的磁力耦合作用到顯示面板內(nèi)的磁性翻片。其二是由磁翻片組成的磁系統(tǒng)，每個(gè)翻片翻片尺寸、質(zhì)量大小相等，內(nèi)部放置一個(gè)磁柱，磁柱的磁極呈N-S規(guī)律互相自鎖吸合，在沒有外部磁場作用時(shí)，翻片互相吸合連成一個(gè)整體。
當(dāng)浮子隨著液位升降，浮子的磁場作用力使翻片翻轉(zhuǎn)。由于翻片的磁性較弱，且質(zhì)量較輕，在浮子磁場的作用下，離浮子定向磁場最近的翻片會(huì)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，處于水平狀態(tài)，這個(gè)翻片所處的高度就是液位高度。
浮子與磁翻片的磁耦合必須恰當(dāng)，其中一個(gè)磁性偏大或偏小都會(huì)使液位計(jì)工作不正常。當(dāng)浮子的磁性較弱或兩者相距較遠(yuǎn)時(shí)，浮子對(duì)翻片的作用力較小，不能克服翻片之間的自鎖吸力，翻片不會(huì)翻轉(zhuǎn)；當(dāng)浮子磁性較強(qiáng)或距離靠近較近時(shí)，會(huì)使翻片翻轉(zhuǎn)360°，翻片顏色不會(huì)改變。翻片內(nèi)的磁柱磁性必須與浮子的磁性和自身質(zhì)量相匹配，當(dāng)翻片磁性偏大或質(zhì)量較輕，其之間的自鎖吸力較強(qiáng)，浮子的磁性無法克服翻片之間的自鎖吸力，翻片不會(huì)翻轉(zhuǎn)；當(dāng)翻片磁性較小或質(zhì)量較大，翻片之間的自鎖吸力不夠，無法實(shí)現(xiàn)互鎖，各個(gè)翻片就會(huì)翻轉(zhuǎn)不一致，形成“花臉”現(xiàn)象。
為此，計(jì)為在產(chǎn)品研發(fā)過程中制作了一個(gè)簡易的磁耦合檢測裝置，使生產(chǎn)出來的每臺(tái)磁翻板液位計(jì)的磁耦合處于最佳狀態(tài)，確保產(chǎn)品可靠工作。
（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2015年8月3日發(fā)布）
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