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使用差压变送器测量液位的注意事项及方法

文章作者:红旗仪表(江苏)发布时间:2021-01-21

压差变送器是工业生产领域中很常见的一种热工测量仪器,主要作用于对液体介质的压力进行测量,包括液位、物位、物位变送器、液位变送器、电容式物位变送器、电容式物位开关、电容式物位开关、电容式物位开关、音叉式液位开关、电容式物位开关等。在工业自动化生产装置中,差压变送器的应用越来越广泛,但作为通用型测量仪器,其操作故障时有发生,如果在生产过程中遇到问题,需要我们及时解决,如果不及时处理,势必会对生产造成一定程度的影响,一些严重的故障甚至会危及人身安全。
差压式变送器工作原理。
压差变送器通常用来测量封闭容器中的液位,利用液体自身自重产生的压差测量液体在容器中的液位。它的高压侧测量管由于蒸汽冷凝,始终处于加水状态,保持压力不变,而低压侧测量管与容器组成联接器,压力随容器内液位呈线性变化。
将信号设置为△P,P0设置为容器内部压力,P+设置为变送器正压侧压力,P-设置为变送器负压侧压力;ρ设置为容器内液体的密度;g设置为重力加速度;h1设置为容器上部取压口的高度;h2设置为容器过程液位;h设置为容器过程液位的零高度。
还有:
p+=p0+ρgh1+ρgh
p-=p0+ρgh2+ρgh
△P=P+P-=ρgh1-ρgh2
液体表面从h2=0变到h2=h1,用差压变送器测量到的差压值从最大值变到ΔP=0,通过设置变送器,输出电流从4毫安变到20毫安。
第二,传送器零位的设置。
在差压变送器进行液位测量时,零位的设定是一个重要环节。在高压(H)侧、低压(L)侧和现场测量圆筒的高压侧、低压侧连接时,高压侧导压管始终处于充满水的状态,当在高压侧测得的压力为P+kPa时,在低压侧测得的压力为P-kPa时,在低压侧测得的压差为(P+-P-)kPa。当容器液位最小时差压最大,对应于变送器内部设置一个LRV,即变送器的零位,输出电流4mA;当容器液位最大时差压为0,对应于变送器内部设置一个URV,即变送器的满负荷,输出电流20mA。在高压(H)、低压(L)和低压(P--P+)变送器的内部设置应作相应的修改:将变送器的LRV设为(P--P+)kPa(此差值为负数),也就是说,不管如何将变送器和导压管连接起来,变送器的满水压力都应为(P--P+)kPa(KPa为0),即满水压力为0,且输出电流20mA。将变送器零位LRV设置为最大差压值,当变送器高压侧连接到导压管低压侧时,变送器零位LRV设置为最大差压值的负数。
第三,对差压变送器的安装要求。
为了达到精确的液位测量,除了正确地选择和检查差压变送器外,还要注意整个系统的安装是否符合要求。由于测量系统本身存在误差,因此发射器的示值有时不能反映被测介质的实际参数。该系统的安装要求包括:取压口的开口位置,连接管道的合理布置,变送器的安装位置。
一是压嘴应处于流体流动平稳、无涡流的区域,在工艺上应能保证测量所选择的工艺参数。例如利用差压变送器测量锅炉汽包水位,实际汽包水位在轴向和径向的分布是不同的,一般在轴向,中间水位高,两边水位低;在径向,下降管较密,一侧较高。某厂汽轮机冷凝器液位变送器因测量点取点位置接近冷凝泵进口,在冷凝泵运行中,取点位置处水面上出现凹陷,使其示值明显偏低,再将测量筒的位置移到离冷凝泵进口较远的地方,冷凝泵水位变送器与现场实际水位指示相符,确保冷凝器安全稳定运行。二是液位测量时,差压变送器测量的差压值比较小,一般在几千帕至100千帕之间,所以整个测量系统对测量精度有很大影响。加装压力管时,压力管的水平段要有一定的倾斜度,倾斜度要尽量大,避免在压力管内积水,造成测量不准,如果变送器距离很小,则会引起变送器输出波动。另外,变送器输送时,应尽量将导压管液柱内的气泡排出,这些气体的积累影响测量的准确性。也可考虑将排气装置安装在压力管道上部弯头的最高位置。
传送器零位的迁移。
当差压力变送器进行液位测量时,如果差压力变送器的正室、负压室和容器的压力取点在同一水平面,则无需迁移。但在实际应用中,出于对设备安装位置和维护方便等方面的考虑,变送器未必能全部与压力点位于同一水平面;也可能由于被测介质为强腐蚀性或重粘度液体,无法将介质直接引入到变送器中,因此必须安装隔离液罐,通过隔离液传递压力信号,防止变送器受到腐蚀。此时要考虑介质的液柱和隔离液对变送器测量值的影响。由于变送器的安装位置常常不在最低液位的水平平面内,为了能正确显示液位的高度,差压变送器必须进行一些技术处理,即迁移。移民有无型、正型和负型三种。传送器的“迁移”,就是在量程不变的情况下,将测量范围移动。把测量起点移至参考点“0”以下是正常现象;把测量起点移至参考点“0”以上是正常现象;以一个30kPa量程的差压变送器为例,当不带迁移量时,正向迁移100%测量范围为30~60kPa,负向迁移100%时为-30~0kPa,负向迁移50%时为-15~+15kPa。
在实际运行中,首先确定差压变送器的量程,进行校准,然后用迁移螺丝将测量起点或满程输出调整到适当的位置,或者用手操器将迁移量直接输入。举例来说:需要测量-30kPa~0kPa的差压,则量程为30kPa,在校验变送器时,负压室压力为30kPa,调整差压变送器的零点旋钮,使其输出为4mA;然后,在负压室压力不变的情况下,调整差压室压力旋钮,直到输出为20mA,如果用手操作,则将变送器的LRV设置为-30kPa,URV设置为0kPa。差压力变送器的测量范围等于量程和移移量之和,即量程=移移量+移移移量。因此,正负迁移的实质就是改变差压变送器量程的上界和下界,而量程的大小不变。本文从差压变送器测量液位正负移动的原理出发,结合仪器的使用状况、生产设备及周围环境等因素,提出了一种适合于实际应用的液位测量方法。

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