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压力变送器技术文章

差压差压变送器测量液位的原理是什么?如何计算液位?

时间:2023-02-03 10:48:05 作者:admin 点击:

在测量差压和差压变送器的液位时,需要选择安装位置、安装接线、设置零位、移动零位。经过这些处理后,可以通过换算公式得到计算值。差压和差压变送器通常用来测量密闭容器内的液位。液体重力产生的压差被用来测量容器中的液位。高压侧测量管(位于图顶部)始终充满水,由于蒸汽凝结而保持压力恒定,而低压侧测量管(位于图底部)与容器形成连接件,其压力随容器内液位的变化呈线性变化。

双法兰差压变送器

设△P为差压变送器接收到的差压信号,P0为容器内部压力,P+为差压变送器正压侧压力,P-为差压变送器负压侧压力;ρ为容器内液体的密度;g为重力加速度;h1为工艺零点到容器上部取压口的高度;h2为容器工艺液位;h为差压变送器到工艺液位零点的高度。

则有:  

P+=P0+ρgh1+ρgh   

P-=P0+ρgh2+ρgh   

△P=P+-P-=ρgh1-ρgh2 

当液面由h2=0变化为h2=h1时,差压差压变送器所测得的差压由最大值变为ΔP=0,通过设置差压变送器,输出电流由4mA变为20m。 

差压变送器测量液位安装

差压变送器的零位设置

差压式变送器测量液位时,零位的设置是非常重要的。当差压变送器的高压(H)侧和低压(L)侧与本地测量缸的高压侧和低压侧连接时,高压侧的压力管道总是充满水,差压变送器高压侧测得的压力为P+kpa,差压变送器的低压侧与低压侧的压力管连接,被测压力为P-kpa,则差压变送器测得的实际差压为(P+-P-)kpa。

当容器内的液位最低时,差压值最大,对应的是差压变送器内部设置的LRV,即差压变送器的零位。此时,差压变送器的输出电流为4 mA。当容器内的液位最高时,差压值为0,对应的是差压变送器内部设置的URV,即差压变送器的满度。

此时,差压变送器的输出电流为20 mA。当差压变送器的高压(H)侧和低压(L)侧与本地测量缸的高压侧和低压侧相对连接时,需要修改差压变送器的内部设置:即将差压变送器的LRV设置为(P-P+)kpa(差值为负),即无论差压变送器如何连接到压力管道,差压变送器的满度都对应于测量容器的满水位,且差压始终为0,即,

差压变送器的满量程URV为0kPa.输出电流为20 mA。当差压变送器的高压侧连接到脉冲管的高压侧时,将差压变送器的零位LRV设置为最大差压值。当差压变送器的高压侧连接到脉冲管道的低压侧时,将差压变送器的零位LRV设置为最大差压值的负数。

差压变送器的安装要求

为了准确测量液位,除了正确选择和校准差压和差压变送器外,还需要注意整个系统的安装,以满足要求。差压变送器的指示有时不能反映被测介质的实际参数,因为测量系统本身会产生误差。

系统安装要求包括压力龙头的打开位置、连接管道的合理铺设和差压变送器的安装位置。首先,压力接头应位于流体流动稳定且无涡流的区域,并测量要选择的工艺参数。例如,使用差压变送器测量锅炉汽包水位时,汽包实际水位在汽包轴向和径向的分布是不同的,一般在轴向,中间水位较高,两侧水位较低;在径向,降液管密度较大的一侧较高。某电厂汽轮机凝汽器液位差压变送器测点靠近凝结水泵进口,在凝结水泵运行过程中,测点水面下沉,导致差压变送器指示值明显降低。

然后将计量缸的位置移动到距离冷凝泵入口一段距离的位置。凝汽器水位差压变送器与现场实际水位指示一致,确保凝汽器安全稳定运行。其次,在测量液位时,差压变送器测量的压差相对较小,一般在几kpa到100kpa之间,因此整个测量系统对测量精度有很大的影响。

如图1所示,安装脉冲管时,脉冲管的水平段应有一定的坡度,且坡度应尽可能大,避免脉冲管内液体积聚,造成测量不准确。当差压变送器的量程很小时,会造成差压变送器输出的波动。

此外,在差压变送器投入运行时,应尽可能清空脉冲管液柱内的气泡。这些积聚的气体会影响测量的准确性。也可以考虑将排气装置安装在脉冲管上弯头的顶部。

差压变送器零位的迁移

当差压式差压变送器测量液位时,如果差压式差压变送器的正负压腔与容器的压力攻丝点处于同一水平,则无需迁移。在实际应用中,出于设备安装位置和维护方便的考虑,差压变送器可能与压力出流点不在同一高度;而且,如果被测介质是高度腐蚀性或重粘度的液体,则不能直接将该介质引入差压变送器。

为了防止差压变送器受到腐蚀,必须安装隔离液箱,以便与隔离液一起传输压力信号。此时,需要考虑介质和隔离液的液柱对差压变送器测量值的影响。当差压变送器的安装位置往往与最低液位不在同一高度时,为了正确指示液位高度,差压式差压变送器必须经过一些技术处理,即迁移。迁移分为无迁移、负迁移和正迁移。

所谓差压式变送器的“迁移”,就是在量程不变的情况下,移动差压式变送器的测量范围。通常,将测量起点移动到参照点“0”以下称为负偏移;将测量起点移动到参照点“0”上方称为正偏移。以一台量程为30kpa的差压式差压变送器为例。不迁移时的测量范围为0~30kpa,100%正迁移时为30~60kpa,100%负迁移时为-30~0kpa,50%负迁移时为-15~+15kpa。

在实际运行中,首先要确定差压和差压变送器的量程。校准后,用偏移螺丝将测量起点或全量程输出调整到相应位置,或使用手动操作器直接输入偏移量。例如,如果需要测量-30~0kPa的压差,则量程为30kPa.。

在校准差压变送器时,将负压室加压30kpa,并调整差压变送器的零旋钮使其输出4 mA;之后,负压室不加压,调整差压变送器的量程旋钮,直到输出为20 mA。如果使用手动操作器,则将差压变送器的LRV设置为-30kPa,将URV设置为0kPa.。

差压变送器的测量范围等于距离和偏移之和,即测量范围=距离+偏移。因此,正负迁移的实质是改变差压变送器量程的上下限,而量程的大小不变。