Phân tích các đặc điểm của máy đo mức bằng van từ

Thread Content

　　Như chúng ta đều biết, tất cả các sản phẩm dụng cụ đo lường đều được chế tạo dựa trên những nguyên lý khoa học tương ứng. Còn đối với máy đo mức chất lỏng loại van từ, như tên gọi của nó, thì nó sử dụng nguyên lý từ tính của kim loại để đo mức chất lỏng. Dưới đây, mọi người hãy cùng tôi tìm hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy đo mức chất lỏng dùng cơ chế nam châm. Cụ thể, máy đo mức chất lỏng này được chế tạo dựa trên nguyên lý độ nổi và sự kết hợp giữa các lực từ trường. Khi mức chất lỏng trong bình chứa thay đổi, quả cầu từ tính bên trong ống đo cũng sẽ di chuyển theo. Nam châm vĩnh cửu bên trong quả cầu từ tính sẽ truyền lực từ trường sang bộ chỉ thị, khiến các cột từ màu đỏ và trắng quay 180°. Khi mức chất lỏng giảm, các cột từ sẽ chuyển từ màu đỏ sang màu trắng; ngược lại, khi mức chất lỏng tăng, chúng sẽ chuyển từ màu trắng sang màu đỏ. Điểm giao nhau giữa các cột từ màu đỏ và trắng trên bảng điều khiển chính là mức chất lỏng thực tế bên trong bình chứa. 　　Chúng ta biết rằng, độ cao mực chất lỏng được đo bằng máy đo mức từ tính là do tính từ của nam châm. Điều này xảy ra vì một số mạch điện nhỏ bên trong vật thể, do một số lý do nào đó (chẳng hạn như việc để một khối sắt không có tính từ trong một trường từ ổn định trong thời gian dài), sẽ sắp xếp theo một cách nhất định. Kết quả là, cường độ trường từ theo một hướng nhất định sẽ lớn hơn so với các hướng khác, và đó chính là lý do khiến vật thể có tính từ. Nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ chuyển động của các phân tử bên trong nam châm, từ đó làm rối loạn trật tự sắp xếp của các phân tử này. Điều này khiến nam châm mất đi tính từ. Đây là phát hiện của bà Curie; vì vậy, nhiệt độ mà ở đó nam châm mất tính từ do tác động của nhiệt độ cao được gọi là nhiệt độ Curie của nam châm đó. Điểm mất từ tính là một khái niệm vô cùng quan trọng trong quá trình chế tạo và sử dụng các bộ phận có tính từ. Nhờ có điểm mất từ tính này mà đối với mọi vật liệu có tính từ, tính từ của chúng không phải lúc nào cũng tồn tại; tính từ này có mối liên hệ mật thiết với nhiệt độ. 　　Nhìn chung, các vật liệu từ tính có một nhiệt độ tới hạn Tc. Ở nhiệt độ cao hơn giá trị này, do chuyển động mạnh của các nguyên tử do nhiệt, trật tự sắp xếp của các mômen từ của các nguyên tử sẽ bị rối loạn. Dưới nhiệt độ này, các mômen từ của nguyên tử sắp xếp có trật tự, tạo ra hiện tượng từ hóa tự phát, khiến vật thể trở thành vật liệu có tính từ. Nếu nhiệt độ quá cao, điều đó sẽ khiến từ trường bên trong phao hoặc cột quay bị mất đi. Đối với người dùng, khi mua sản phẩm, họ cần cung cấp cho nhà sản xuất thiết bị đo nhiệt độ thông tin chính xác về nhiệt độ của chất lỏng, nhằm xác định loại phao dùng để đo nhiệt độ ở nhiệt độ cao phù hợp. 　　Về vấn đề mất từ tính của bộ đo mức chất lỏng sử dụng nguyên lý cánh quay từ, chúng ta nên xử lý vấn đề này thông qua các khía cạnh sau: Đầu tiên, đối với bộ đo mức chất lỏng loại chịu nhiệt cao, các viên từ được sử dụng trong bộ đo này có thể bị mất từ tính trong quá trình hoạt động; việc mất từ tính này sẽ khiến bộ đo mức chất lỏng không còn hoạt động được nữa. Đồng hồ đo mức chất lỏng loại có bộ phận từ tính dùng trong môi trường nhiệt độ cao (đặc biệt là loại dùng trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao) thường hoạt động ở nhiệt độ trên 180 độ C. Vì vậy, từ góc độ thiết kế, cần chọn loại vật liệu từ tính cứng phù hợp. Ví dụ, nên chọn các vật liệu có nhiệt độ Curie cao hơn nhiệt độ sử dụng ít nhất 20%, để đảm bảo rằng từ trường còn lại sau 5 năm vẫn vượt quá giá trị ngưỡng. Đối với các thiết bị đo mức chất lỏng sử dụng nguyên lý từ trường mà tôi thiết kế và sản xuất, giá trị ngưỡng này cần khoảng 1400 Gauss. Thứ hai, xét từ góc độ sản xuất, khi chế tạo các bộ phận từ trường, cần chú ý đến một số điểm sau: 1. Trong quá trình gia công sản phẩm, cần áp dụng các biện pháp làm mát khi hàn (hàn bằng khí argon), nhằm tránh việc nhiệt độ ở vùng vật liệu từ trường vượt quá nhiệt độ Curie của vật liệu đó. 　　2. Bên trong bộ phận đo của thiết bị, người ta sẽ chứa khí trơ (như khí argon) vào bên trong các viên nam châm nổi.
Thứ ba, từ góc độ người sử dụng, cần tuân thủ những điểm sau:
1. Khi đặt hàng, cần chọn mẫu mã phù hợp, sao cho nhiệt độ sử dụng không vượt quá nhiệt độ được chỉ định trên thiết bị đo mức chất lỏng.
2. Trong quá trình sử dụng, cần liên tục theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị (xem liệu nó có hoạt động bình thường hay không), đồng thời ghi lại nhiệt độ thực tế của chất lỏng. Tôi đã từng gặp trường hợp nhiệt độ thực tế cao hơn nhiệt độ được ghi trên bảng thông số kỹ thuật; có lẽ người thiết kế bảng thông số kỹ thuật đã bỏ qua một số yếu tố nào đó.