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      差壓液位變送器用于密閉有壓容器的液位測量有三種關于遷移的情況-淮安潤中儀表科技有限公司

      差壓液位變送器用于密閉有壓容器的液位測量有三種關于遷移的情況

      差壓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,因此只能用差壓計測量氣、液兩相之間的差壓值來得知液位高低。由測量原理可知,凡是能夠測量差壓的儀表都可以用于密閉容器液位的測量。
      (1)零點遷移問題
      采用差壓液位變送器測量液位時,由于安裝位置不同,一般情況下均會存在零點遷移的問題,下面分無遷移、正遷移和負遷移3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,并且氣相部分不冷凝,變送器安裝高度與容器下部取壓位置在同一高度。
      將差壓變送器的正、負壓室分別與容器下部和上部的取壓點pl、p2相連接,如果被測液體的密度為ρ,則作用于差壓變送器正、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,則變送器的特性曲線如圖4—10中曲線a所示,稱為無遷移。

      ②正遷移  實際測量中,變送器的安裝位置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,并且氣相部分不冷凝,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,并且為常數項,作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,變送器的量程仍然為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。

      假設變送器量程仍然為5000Pa,而hρg=2000Pa,則當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。變送器的特性曲線如圖4—10中曲線b所示,由于調整的壓差△p是大于零(作用于正壓室)的附加靜壓,則稱為正遷移。

      ③負遷移有些介質對儀表會產生腐蝕作用,或者氣相部分會產生冷凝使導管內的凝液隨時間而變。這些情況下,往往采用在正、負壓室與取壓點之間分別安裝隔離罐或冷凝罐的方法。因此,負壓側引壓導管也有一個附加的靜壓作用于變送器,使得被測液位H=O時,壓差不等于零。為了討論方便,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位置處在同一高度,但由于氣相介質容易冷凝,而且冷凝液高度隨時間而變,則可以事先將負壓導管充滿被測液體,則此時液位高度H與壓差△p之間的關系式為將             △p= Hρg-hρg   (4—12)
      由式(4—12)可知,當H=0時,△p-hpg<0,作用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。這時可以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,變送器的量程仍然為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。
      仍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。變送器的特性曲線如圖4—10中曲線c所示,由于調整的壓差△p是小于零(作用于負壓室)的附加靜壓,則稱為負遷移。

      由上述可知,正、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),因此稱為零點遷移。它僅僅改變了變送器測量范圍的上、下限,而量程的大小不會改變。
      需要注意的是并非所有的差壓變送器都帶有遷移作用,實際測量中,由于變送器的安裝高度不同,會存在正遷移或負遷移的問題。在選用差壓液位變送器時,應在差壓變送器的規格中注明是否帶有正、負遷移裝置并要注明遷移量的大小。
      (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,可以采用法蘭式差壓變送器,如圖4—11所示。差壓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2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作用。變送器本身的工作原理與一般差壓變送器完全相同。毛細管的直徑較小(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,單根毛細管長度一般在5~11m可以選擇,安裝比較方便。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形式,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,同樣存在零點“遷移”問題,遷移量的計算方法與前述差壓式相同。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。
      由于正、負壓側的毛細管中的介質相同,變送器的安裝位置升高或降低,兩側毛細管中介質產生的靜壓作用于變送器正、負壓室所產生的壓差相同,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,常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,所以在測量它們的床層高度或藏量時,可以把它們看作流體對待。測量的原理也是將測
      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,由于有固體粉末或顆粒的存在,測壓點和引壓管線很容易被堵塞,因此必須采用反吹風系統,即采用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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