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    差壓變送器在敞口容器液位測量中的應用方式
    發布時間:2023-01-06 08:56:43

    壓力變送器用于實現表壓、絕壓、負壓和真空度測量,而差壓變送器是表壓型壓力變送器的一種特殊結構形式。它具有正壓和負壓兩個壓力接口,可用于實現變送器正負腔兩端壓力之差測量。差壓變送器測量原理包括電容式、壓阻式、應變式、石英晶體式等多種形式,1151、3051、CECC、EJA系列壓力和差壓變送器是市場常見的產品,均采用24VDC標準供電,4mA~20mA標準信號輸出,且具有HART協議的智能化功能。差壓變送器包括普通型和隔離液型。差壓變送器廣泛應用于工業控制中,它通常是其它測量的基礎(如流量、液位、密度、粘度等),液位測量是常見的差壓變送器應用方式。

    針對敞口容器的液位測量,當被測量介質的密度變化很小甚至可以忽略時,可以使用普通型差壓變送器實現,僅需將被測容器工質通過導壓管接入差壓變送器正腔,差壓變送器負腔直接通大氣。利用差壓變送器進行敞口容器液位測量的一般結構形式如圖1。

    圖1中H0為敞口容器內自由液面高度,H1為敞口容器底至差壓變送器正腔安裝位差,P0為自由液面至容器底形成壓力,P1為敞口容器底至差壓變送器正腔位差形成壓力,P2為大氣壓力,P+為差壓變送器正腔壓力,P-為差壓變送器負腔壓力。

    差壓變送器負腔壓力即為大氣壓力,P-=P2。即敞口容器自由液面對應的差壓變送器的輸出為:

    ΔP=P+ - P-=[(P0+ P1+ P2)- P2]=ρH0 g+ρH1 g(1)

    式(1)中:ρ為被測量液態工質的密度,g為當地重力加速度。在差壓變送器ΔP輸出公式中,ρH0g項為液位實際變化量,對應敞口容器的液位零位至液位測量上限;ρH1g項為安裝位置造成的差壓變送器輸出固有偏差ΔP0,此偏差可通過變送器的遷移消除。在遷移后,對應于ΔP=ρH0g,差壓變送器輸出4mA~20mA。

    差壓圖1.png

    此外,如圖1所示使用普通型差壓變送器進行敞口容器液位測量時,還需注意變送器安裝位置應低于被測量液位容器的底部,至少是使變送器實際安裝位置在容器被測量液位零位線以下,通過正遷移消除安裝位差,從而避免實際有效測量范圍被壓縮;差壓變送器正腔引壓管的敷設布置也應按照此原則。若采用隔離液型差壓變送器進行敞 口容器液位測量,則要根據變送器與液位零位的實際安裝位置關系考慮差壓變送器的實際遷移。當差壓變送器安裝位置高于液位零位時,需進行負遷移;當差壓變送器安裝位置低于液位零位時,需進行正遷移。差壓變送器實際安裝位置與液位零位線的遷移量誤差,是液位測量系統的重要系統誤差構成。

    普通型差壓變送器適用于敞口容器的液位測量,但對于密閉容器的液位測量,若使用普通型差壓變送器,由于差壓變送器的負腔引壓管會有工質蒸汽冷凝導致參考端壓力變化,繼而影響液位測量結果;若使用隔離液型差壓變送器,除了會增加一定采購成本外,因為隔離液的密閉,還會由于容器內外的溫度不同,以及被測工質和隔離液工質的不同,形成密度差異導致的測量誤差。

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