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    潤中儀表科技差壓液位變送器測量道理

    發表時間:2014-10-30   點擊次數:1351 技術支撑:1560-1403-222


    差壓式液位變送器

     差壓式液位變送器 主要用于密閉有壓容器的液位測量。由式「4—8」可知,由于容器內氣相壓力對pB的壓力有影響,以是只能用差壓計測量氣、液兩相之間的差壓值來得知液位凹凸。由測量原理可知,凡是能夠測量差壓的儀表可能用于密閉容器液位的測量。
    (1)零點遷移問題
    选拔差壓式液位變送器測量液位時,由于安裝处所分歧,一般情況下會存在零點遷移的問題,下面分無遷移、遷移和負遷移三種情況進行討論。
    ①無遷移如圖4—9「a」所示,被測介質黏度較小、無腐蝕、無結晶,而且氣相部门不冷凝,變送器安裝高度與容器下部取壓位置在同一高度。
    差壓變送器的正、負壓室與容器下部和上部的取壓點pl、p2接,假若被測液體的密度為ρ,則效用于差壓變送器正、負壓室的差壓為
    ∆p= p 1- p 2=Hρ g (4—10)
    差壓式液位變送器    當液位由H=0變化到高液位H=Hmax時,△p由零變化到大差壓△pmax,變送器對應的輸出為4~20mA。假設對應液位變化所要求的變送器量程△p為5000Pa,變送器的特点曲線如圖4—10中曲線a所示,稱為無遷移。

    ②遷移  實際測量中,變送器的安裝地方有時低于容器下部的取壓位置,如圖4—9「b」所示,被測介質也是黏度較小、無腐蝕、無結晶,而且氣相部门不冷凝,變送器安裝高度低于測量下限的距離為h。這時液位高度H與壓差△p之間的關系式為
    △p=p1一p2=Hρg+hρg    「4—11」
    差壓式液位變送器    由式「4—11」可知,當H=0時,△p= hρg >0,而且為常數項,功用于變送器使其輸出大于4mA;當H=Hmax時,大壓差△p=Hmaxρg+hρg,使變送器輸出大于20mA。這時可以通過調整變送器的零位遷移彈簧,使變送器在H=0、△ρ=hρg時,其輸出為4mA,變送器的量程為Hmaxρg ;當H=Hmax、大壓差△p=Hmaxρg+hρg時,變送器的輸出為20mA,從而實現了變送器輸出與液位之間的正常對應關系。
    假設變送器量程為5000Pa,而hρg=2000Pa,當H=0時,△p=2000Pa,調整變送器的零位遷移彈簧,使變送器輸出為4mA;當H=Hmax時,△pmax=5000+2000=。7000Pa,變送器的輸出應為20mA。變送器的特征曲線如圖4—10中曲線b所示,因为調整的壓差△p是大于零「功用于正壓室」的附加靜壓,則稱為遷移。
    ③負遷移有些介質對儀表會產生腐蝕作用,或者氣相部门會產生冷凝使導管內的凝液隨時間而變。這些情況下,不时采用在正、負壓室與取壓點之間安裝隔離罐或冷凝罐的主意。因而,負壓側引壓導管有一個附加的靜壓功效于變送器,使得被測液位H=O時,壓差不等于零。為了討論便当,僅以某一種安裝情況進行討論,如圖4—9「c」所示。變送器安裝高度與容器下部取壓地方處在同一高度,但因为氣相介質方便冷凝,并且冷凝液高度隨時間而變,則可以事先負壓導管充滿被測液體,此時液位高度H與壓差△p之間的關系式為             △p= Hρg-hρg   「4—12」
    由式「4—12」可知,當H=0時,△p-hpg<0,功效于變送器會使其輸出小于4mA;當H=Hmax時,大壓差△p=Hmaxρg-hpg,使變送器輸出小于20mA。這時不妨通過調整變送器的零位遷移彈簧,使變送器在H=O、△p= -hρg <0時,其輸出為4mA,變送器的量程為Hmax;Pg;當H=Hmax;、大壓差△p=Hmax;Hmaxρg-hρg時,變送器的輸出為20mA,從而實現了變送器輸出與液位之間的正常對應關系。
    假設變送器的量程為5000Pa,而hpg=-7000Pa,則當H=0時,△p=-7000Pa,調整變送器的零位遷移彈簧,使變送器輸出為4mA;當H=Hmax;時,△Pmax=5000-7000=-2000Pa,變送器的輸出應為20mA。變送器的特点曲線如圖4—10中曲線c所示,由于調整的壓差△p是小于零「功用于負壓室」的附加靜壓,則稱為負遷移。
    由上述可知,、負遷移的實質是通過遷移彈簧改變差壓變送器的零點,使得被測液位為零時,變送器的輸出為起始值「4mA」,所以稱為零點遷移。它僅僅改變了變送器測量范圍的上、下限,而量程的巨细不會改變。
    需要注意的是并非所有的 差壓變送器 帶有遷移功用,實際測量中,因为變送器的安裝高度不同,會存在遷移或負遷移的問題。在選用差壓式液位變送器時,應在差壓變送器的規格中注明是否帶有、負遷移裝置并要注明遷移量的巨细。
    (2)特殊介質的液位、料位測量
    差壓式液位變送器    ①腐蝕性、易結晶或高黏介質  當測量具有腐蝕性或含有結晶顆粒,以及黏度大、易凝固等介質的液位時,為解決引壓管線腐蝕或堵塞的問題,不妨采取法蘭式差壓變送器,如圖4—11所示。變送器的法蘭直接與容器上的法蘭連接,作為敏感元件的測量頭1「金屬膜盒」經毛細管二與變送器的測量室相連通,在膜盒、毛細管和測量室所組成的封閉系統內充有硅油,作為傳壓介質,起到使變送器與被測介質隔離的功用。變送器本身的工作道理與一般差壓變送器完全相同。毛細管的直徑小「一般內徑在0.7~1.8mm」,外面套以金屬蛇皮管進行保護,具有可撓性,單根毛細管一般在5~11m可以選擇,安裝便利。法蘭式差壓變送器有單法蘭、雙法蘭、插入式或平法蘭等結構步地,可根據被測介質的不同情況進行選用。
    法蘭式差壓變送器測量液位時,存在零點“遷移”問題,遷移量的計算想法與前述差壓式。如圖4—11中H=0時的遷移量為
    △p= p 1- p 2=h1ρg +h2ρ0g
    式中ρ0 —毛細管中硅油密度。
    由于、負壓側的毛細管中的介質,變送器的安裝地方升高或降低,兩側毛細管中介質產生的靜壓功效于變送器、負壓室所產生的壓差无别,遷移量不會改變。
    ②流態化粉末狀、顆粒狀固態介質  在石油化工生產中,遇到流態化粉末狀催化劑在反應器內流化床床層高度的測量。因為流態化的粉末狀或顆粒狀催化劑具有一般流體的性質,是以在測量它們的床層高度或藏量時,能够把它們看作流體對待。測量的意思是測
    量床層高度的問題變成測差壓的問題。但是,在進行上述測量時,因为有固體粉末或顆粒的存在,測壓點和引壓管線方便被堵塞,以是选取反吹風系統,即选取吹氣法用差壓變送器進行測量。
    流化床內測壓點的反吹風方式如圖4—12所示,在有反吹風存在的條件下,設被測壓力為痧,測量管線引至變送器的壓力為p2(即限流孔板后的反吹風壓力),反吹管線壓降為∆p,則有p2= p+∆p,看起來儀表顯示壓力p2較被測壓力高∆p,但實際證明,當采用限流孔板只滿足測壓點及引壓管線不堵的條件時,反吹風氣量可以很小,因而∆p可以忽略不計,即p2≈ p。為了保證測量的準確性,必須保證反吹風系統中的氣量是恒流。適當地設計限流孔板,使p2≤0.528 p1,并維持不發生大的變化,便可實現上述要求。

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