液位是石油化工生产过程中的重要参数之一。精确可靠地测量介质液位是工业生产的需要, 也是从事仪表自动化维护工作的职责。的技术和方法有很多, 如直读法、浮力法、静压法、电容法、放射性同位素法、法、微波法以及激光法等[ 1] , 而利用静压原理的
当需要将变送器和工艺测量介质隔离开时, 可以选用双法兰差压变送器。 如: 当过程介质温度超出变送器的正常工作温度范围, 并且用引压管也不能将温度降至变送器的正常工作温度范围内时; 当过程介质有腐蚀性, 需要经常更换或需要使用特殊的防腐蚀材料时; 当过程介质中有很多固体颗粒或过程介质凝固点为常温, 无法用引压管引出时; 当饮食行业需要方便地清洗, 防止批量之间污染时;当进行密度或界面测量等各种情况时, 均可以选用双法兰差压变送器[3] 。作为敏感的金属膜盒通过铠装毛细管与变送器的测量室相连接,在膜盒、铠装毛细管和测量室所组成的封闭系统内充有密封液体( 一般为硅油) 作为传压介质。为使毛细管经久耐用, 其外部均套有金属蛇皮管保护。本文针对在大量程、高温、高黏度、易结晶及强腐蚀情况下使用双法兰差压变送器测量液位的系统, 对其不同的安装位置和形式, 如就计算迁移量及校验的问题作系统的全面解析。
双法兰差压变送器可以安装在任何高度和位置。但是用于真空场合时, 双法兰差压变送器的安装高度不能高于低压室法兰的水平线, 此时最好采用微波液位计来测量液位最为合适,本文在此不再探讨微波液位计测量液位的安装方式和运用等。
在液位测量中, 双法兰差压变送器通常用于密闭容器, 可以消除密闭容器中气体压力变化的影响。当用于开口容器时, 则高压侧法兰与容器低端法兰连接, 而低压室法兰应置于大气中, 但可以有置放位置的变化。
1) 双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线上, 且高低压室法兰与容器低端法兰在一条水平线所示, 高压室法兰与容器低端法兰相连接, 并且高压室法兰、低压室法兰与容器低端法兰在一条水平线上。
式中 H-最低测量液位到最高测量液位之间的高度;h1-最低测量液位到容器低端法兰中心线之间的高度;1-被测液体介质的密度。
2) 双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线以上, 且低压室法兰与容器低端法兰在一条水平线 所示, 高压室法兰与容器低端法兰相连接, 并且高压室法兰、低压室法兰与容器低端法兰在一条水平线上。但是双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线以上。
则变送器量程, 零点迁移量, 最低测量液位时作用于变送器上等效静压差, 最高测量液位时, 作用于变送器上等效静压差, 变送器检验范围均与本节
3) 双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线以上, 且低压室法兰与容器低端法兰不在一条水平线 所示。双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线以上, 高压室法兰与容器低端法兰相连接, 低压室法兰与容器低端法兰不在一条水平线上。
4) 双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线以下, 高压室法兰与容器低端法兰相连接, 低压室法兰与容器低端法兰在一条水平线 所示。则变送器量程, 零点迁移量, 最低测量液位时作用于变送器上等效静压差, 最高测量液位时, 作用于变送器上等效静压差, 变送器检验范围均与本节1) 相同。对应于变送器的输出( 若变送器为正作用) 也为4 ~ 20 mA。
5) 双法兰差压变送器安装在开口容器低端法兰水平线以下, 且低压室法兰与容器低端法兰不在一条水平线 所示。高压室法兰与容器低端法兰相连接, 低压室法兰与容器低端法兰不在一条水平线上。
1) 双法兰差压变送器安装在密闭容器低端法兰水平线上, 且高低压室法兰与容器高低端法兰相连接, 并且变送器与容器低压法兰在一条水平线 所示。
2) 双法兰差压变送器安装在密闭容器低端法兰水平线以下, 且高低压室法兰与容器高低端法兰相连接, 并且变送器安装在密闭容器低端法兰水平
线所示。则变送器量程, 零点迁移量, 最低测量液位时作用于变送器上等效静压差, 最高测量液位时作用于变送器上等效静压差, 变送器检验范围, 均与本节1) 同。
3) 双法兰差压变送器高低压室法兰与容器高低端法兰相连接, 并且变送器安装在密闭容器高低端法兰水平线所示。
那 么变送器量程为L=H1, 零点迁移量为A4=h11-h30.为了避免变送器在测量过程中出现死区, 必须使h11h30, 否则将会出现实际测量范围小于变送器检验范围的现象。最低测量液位时, 作用于变送器上等效静压差为△1=h11-h30=A4
4) 双法兰差压变送器安装在密闭容器高端法兰水平线以上, 且高低压室法兰与容器高低端法兰相连接, 如图9 所示。
则 变送器量程为L=H1,, 零点迁移量为A5=h11-(h5-h4)0.为了避免变送器在测量过程中出现死区, 必须使h11(h5-h4)0,否则将会出现实际测量范围小于变送器检验范围的现象。最低测量液位时, 作用于变送器上等效静压差为△1=h11-(h5-h4)0=A5最高测量液位时, 作用于变送器上等效静压差为△2=(h1+H)1-(h5-h4)0=H1+A5式中 h4-变送器正、负压室中心线到容器高端法兰中心线-变送器正、负压室中心线到容器低端法兰中心线之间的距离。
综上所述, 在利用双法兰差压变送器测 量液位时, 由于毛细管中填充液体的密度是已知的, 因此只要确定了变送器的安装位置和形式以及H,准确地量取变送器的安装数据(h1,h2,h3,h4,h5),就可以很方便地分析计算出变送器量程L,零 点迁移量A ,△1 和△2,再校验△,对应于4~20mA就可以了。安装时应注意导压管要固定牢靠, 避免管路晃动引起信号波动; 导压管的弯曲半径不应小于150mm, 免得致使管截面变小阻塞, 妨碍压力传播; 要特别注意磕碰感测膜片, 砸伤, 踩断导压管, 确保仪表内部始终处在充满硅油, 严格密封下正常进行。然后在现场把校验好的变送器按要求安装在容器上, 就可以准确地测量出容器内液体的液位了。