分析探討差壓變送器在液位測量中的運用 |
信息來(lái)源: 差壓變送器 | 2022-07-28 點(diǎn)擊量: 1991 |

差壓變送器是一種在工業(yè)生產(chǎn)中使用非常廣泛的儀表之一,通過(guò)其測量的物理參數也很多,比如壓力、液位、流量都可以通過(guò)測量獲取,在工業(yè)生產(chǎn)中有著(zhù)重要性。
差壓變送器作為熱工測量?jì)x表種類(lèi),主要用于測量液體介質(zhì)的壓力,各類(lèi)液位計及各類(lèi)浮球開(kāi)關(guān)和流量等物理參數。
目前,工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)裝置中,差壓變送器的應用范圍越來(lái)越廣泛,但作為通用型的測量?jì)x表,使用過(guò)程中經(jīng)常出現的故障,就需要用戶(hù)們能夠及時(shí)地加以解決,如不能快速處理,會(huì )影響生產(chǎn)的進(jìn)行,有的嚴重故障甚至會(huì )危及人身安全。
今天美安特儀表通過(guò)長(cháng)期積累的經(jīng)驗,為用戶(hù)們分析探討差壓變送器在液位測量中的運用。
差壓變送器的工作原理:差壓變送器通常用于測量密閉容器內的液位,利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來(lái)測量容器內液體的液位。其高壓側測量管由于蒸汽凝結,始終處于充滿(mǎn)水狀態(tài),保持壓力恒定,而低壓側測量管與容器組成聯(lián)通器,其壓力隨容器內液位的變化成線(xiàn)性變化。
設△P為變送器接收到的差壓信號,P0為容器內部壓力,P+為變送器正壓側壓力,P-為變送器負壓側壓力;為容器內液體的密度;g為重力加速度;h1為工藝零點(diǎn)到容器上部取壓口的高度;h2為容器工藝液位;h為變送器到工藝液位零點(diǎn)的高度。
公式:
P+=P0+gh1+gh
P-=P0+gh2+gh
△P=P+-P-=gh1-gh2
當液面由h2=0變化為h2=h1時(shí),差壓變送器所測得的差壓由最大值變?yōu)?amp;Delta;P=0,通過(guò)設置變送器,輸出電流由4mA變?yōu)?0m。
差壓變送器的安裝要求:
要做到準確測量液位,除對差壓變送器進(jìn)行正確選擇和校驗外,還必須注意整個(gè)系統的安裝符合要求。變送器的示值有時(shí)并不能反映被測介質(zhì)的實(shí)際參數,因為測量系統本身會(huì )產(chǎn)生誤差。系統安裝要求包括:取壓口的開(kāi)口位置、連接導管的合理鋪設和變送器的安裝位置等。
首先,取壓口應處于流體流動(dòng)平穩和無(wú)渦流的區域,在工藝上應能保證測得所要選取的工藝參數。比如用差壓變送器測量鍋爐汽包水位時(shí),汽包實(shí)際水位在汽包軸向和徑向上的分布是不同的,一般在軸向,中間水位高,兩側水位低;沿徑向,下降管較密的一側較高。某發(fā)電廠(chǎng)汽輪機凝汽器液位變送器由于測量點(diǎn)取點(diǎn)位置接近凝結泵入口,在凝結泵運行時(shí)造成取點(diǎn)位置處水面的下陷,從而導致變送器示值明顯偏低,后將測量筒的位置移至距凝結泵入口較遠處,凝汽器水位變送器與就地實(shí)際水位指示一致,保證了凝汽器安全、穩定運行。
其次,測量液位時(shí),差壓變送器測量的差壓值相對較小,一般在幾個(gè)kPa到100kPa之間,因此整個(gè)測量系統對測量精確度有很大影響。如圖1所示,在安裝導壓管時(shí),導壓管的水平段應有一定的斜度,而且傾斜度盡可能大一點(diǎn),避免在導壓管內部積存液體,致使測量不準,在變送器量程很小的情況下,會(huì )造成變送器輸出的波動(dòng)。此外,變送器投運時(shí),應盡量排空導壓管液柱內的氣泡,這些積存的氣體會(huì )影響測量的準確度。還可以考慮在導壓管的上部拐彎最高處安置排氣裝置。
變送器零位的遷移:
液位的準確控制是生產(chǎn)裝置穩定運行的前提保證。在使用差壓變送器時(shí),經(jīng)常會(huì )遇到“零點(diǎn)遷移”。所謂零點(diǎn)遷移,就是在測量時(shí),為了確保變送器基本量的有效性,基本量主要包括量程、測量精度等,進(jìn)而以測量起點(diǎn)為核心,實(shí)施一種數值改變保障措施。
與零點(diǎn)遷移相似的還有零點(diǎn)調整,意義就是促使變送器測量信號與輸入信號二者的下限制相吻合,零點(diǎn)調整與零點(diǎn)遷移的區分取決于最小值是否為零,當最小值為零時(shí),則是零點(diǎn)調整,反之則是零點(diǎn)遷移。
遷移量如何確認?
由于同一臺變送器,其使用范圍有大有小,所以遷移量也成了有大有小。大多數廠(chǎng)家生產(chǎn)的變送器,遷移量都是以最大量程的百分數來(lái)表示的。例如有的變送器零點(diǎn)正負遷移為最大量程的±100%,這就是說(shuō),如果變送器的測量范圍為0~31.1kPa至0~186.8kPa,則當變送器高或低壓引入口通0~186.8kPa范圍內的任意壓力時(shí),其零點(diǎn)都可以遷到4mA。不過(guò)高壓引入口通186.8kPa的壓力已經(jīng)是測量范圍上限了,再通就是超壓,把零點(diǎn)調成4mADC不是不可能,但已是沒(méi)有意義了,所以零點(diǎn)遷移量與使用量程之和不能超過(guò)測量范圍的限值。
有哪些形式?
零點(diǎn)遷移共包括3種形式,分別是無(wú)遷移、正遷移和負遷移。零點(diǎn)正、負遷移,是在變送器的輸入不為零時(shí),輸出調至零(下限)的調整。
零點(diǎn)遷移故障:如果差壓變送器的低壓引入口有輸入壓力,高壓引入口沒(méi)有,則將輸出調至零(下限)時(shí)的調整,稱(chēng)為負遷移;如果差壓變送器的高壓引入口有輸入壓力,低壓引入口沒(méi)有,則把輸出調至零(下限)的調整,稱(chēng)為正遷移。由于遷移是在變送器有輸入時(shí)的零點(diǎn)調整,所以遷移量是以能遷移多少輸入信號來(lái)表示,或是以測量范圍的百分之多少來(lái)表示。
正遷移故障:判斷正遷移的差壓變送器在現場(chǎng)使用過(guò)程中測量是否準確,首先應關(guān)閉差壓變送器三閥組的正、負壓測量室,打開(kāi)平衡閥及儀表放空堵頭,此時(shí)儀表輸出應低于4mA。如果輸出不低于4mA,可能是正壓室引線(xiàn)或三閥組有些堵。其次,關(guān)閉正壓室取壓點(diǎn),打開(kāi)放空開(kāi)關(guān),這時(shí)輸出應為4mA。如果輸出低于4mA,可能是遷移量變小或零位偏低;若灌有隔離液,可能是隔離液沒(méi)有灌滿(mǎn)或從旁處漏掉;如果輸出高于4mA,說(shuō)明遷移量變大或零位偏高。
負遷移故障:判斷負遷移的差壓變送器在現場(chǎng)使用過(guò)程中測量是否準確,首先關(guān)閉差壓變送器三閥組的正、負壓測量室,打開(kāi)平衡閥及儀表放空堵頭,儀表輸出應為20mA。其次,關(guān)閉正、負壓室取壓點(diǎn),打開(kāi)放空開(kāi)關(guān),此時(shí),儀表輸出應為4mA,如果不為20mA或4mA,應檢查正、負壓室引線(xiàn)是否堵,遷移量是否改變,零位是否準確,隔離液是否流失等。
總結:差壓變送器在使用過(guò)程中,一定要嚴格按照要求進(jìn)行安裝,在發(fā)現零位遷移時(shí)要及時(shí)調整,按正確的方式進(jìn)行投運,只有這樣,才能實(shí)現測量的準確可靠。