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    分析探討差壓變送器在液位測量中的運用
    信息來源: 差壓變送器 | 2022-07-28 點擊量: 1140

       差壓變送器是一種在工業生產中使用非常廣泛的儀表之一,通過其測量的物理參數也很多,比如壓力、液位、流量都可以通過測量獲取,在工業生產中有著重要性。

      差壓變送器作為熱工測量儀表種類,主要用于測量液體介質的壓力,各類液位計及各類浮球開關和流量等物理參數。
      目前,工業自動化生產裝置中,差壓變送器的應用范圍越來越廣泛,但作為通用型的測量儀表,使用過程中經常出現的故障,就需要用戶們能夠及時地加以解決,如不能快速處理,會影響生產的進行,有的嚴重故障甚至會危及人身安全。
      今天美安特儀表通過長期積累的經驗,為用戶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生的壓力差來測量容器內液體的液位。其高壓側測量管由于蒸汽凝結,始終處于充滿水狀態,保持壓力恒定,而低壓側測量管與容器組成聯通器,其壓力隨容器內液位的變化成線性變化。
      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,差壓變送器所測得的差壓由最大值變為ΔP=0,通過設置變送器,輸出電流由4mA變為20m。
      差壓變送器的安裝要求:
      要做到準確測量液位,除對差壓變送器進行正確選擇和校驗外,還必須注意整個系統的安裝符合要求。變送器的示值有時并不能反映被測介質的實際參數,因為測量系統本身會產生誤差。系統安裝要求包括:取壓口的開口位置、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平穩和無渦流的區域,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,汽包實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。某發電廠汽輪機凝汽器液位變送器由于測量點取點位置接近凝結泵入口,在凝結泵運行時造成取點位置處水面的下陷,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,差壓變送器測量的差壓值相對較小,一般在幾個kPa到100kPa之間,因此整個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,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,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,會造成變送器輸出的波動。此外,變送器投運時,應盡量排空導壓管液柱內的氣泡,這些積存的氣體會影響測量的準確度。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裝置穩定運行的前提保證。在使用差壓變送器時,經常會遇到“零點遷移”。所謂零點遷移,就是在測量時,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,進而以測量起點為核心,實施一種數值改變保障措施。
      與零點遷移相似的還有零點調整,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,零點調整與零點遷移的區分取決于最小值是否為零,當最小值為零時,則是零點調整,反之則是零點遷移。
      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。大多數廠家生產的變送器,遷移量都是以最大量程的百分數來表示的。例如有的變送器零點正負遷移為最大量程的±100%,這就是說,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,其零點都可以遷到4mA。不過高壓引入口通186.8kPa的壓力已經是測量范圍上限了,再通就是超壓,把零點調成4mADC不是不可能,但已是沒有意義了,所以零點遷移量與使用量程之和不能超過測量范圍的限值。
      有哪些形式?
      零點遷移共包括3種形式,分別是無遷移、正遷移和負遷移。零點正、負遷移,是在變送器的輸入不為零時,輸出調至零(下限)的調整。
      零點遷移故障:如果差壓變送器的低壓引入口有輸入壓力,高壓引入口沒有,則將輸出調至零(下限)時的調整,稱為負遷移;如果差壓變送器的高壓引入口有輸入壓力,低壓引入口沒有,則把輸出調至零(下限)的調整,稱為正遷移。由于遷移是在變送器有輸入時的零點調整,所以遷移量是以能遷移多少輸入信號來表示,或是以測量范圍的百分之多少來表示。
      正遷移故障:判斷正遷移的差壓變送器在現場使用過程中測量是否準確,首先應關閉差壓變送器三閥組的正、負壓測量室,打開平衡閥及儀表放空堵頭,此時儀表輸出應低于4mA。如果輸出不低于4mA,可能是正壓室引線或三閥組有些堵。其次,關閉正壓室取壓點,打開放空開關,這時輸出應為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,可能是隔離液沒有灌滿或從旁處漏掉;如果輸出高于4mA,說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使用過程中測量是否準確,首先關閉差壓變送器三閥組的正、負壓測量室,打開平衡閥及儀表放空堵頭,儀表輸出應為20mA。其次,關閉正、負壓室取壓點,打開放空開關,此時,儀表輸出應為4mA,如果不為20mA或4mA,應檢查正、負壓室引線是否堵,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程中,一定要嚴格按照要求進行安裝,在發現零位遷移時要及時調整,按正確的方式進行投運,只有這樣,才能實現測量的準確可靠。
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