雙法蘭差壓變送器在液位測(cè)量中的應(yīng)用

1概述
　　在制糖生產(chǎn)過(guò)程中,，常常需要對(duì)某些設(shè)備(如箱、槽,、罐)的液位進(jìn)行測(cè)量和調(diào)節(jié).通過(guò)對(duì)這些設(shè)備的液位測(cè)量和調(diào)節(jié),可以正確:地求得容器中貯藏物料的容量和重量;隨時(shí)知道容器內(nèi)液位的高低,對(duì)液位上、下限進(jìn)行報(bào)警;連續(xù)地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,使液位保持在所要求的高度,。
 
　　目前測(cè)量液位的方法及儀表很多,如直燙怯,、浮力法、靜壓法,、電容法,、放射性同位素法.超聲波法、微波法以及激光法等.但是在制糖生產(chǎn)當(dāng)中.存在著許多特殊的液體介質(zhì),這些液體具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒,粘度大,易凝固等,。為了解決導(dǎo)壓管線被腐蝕或被堵塞的問(wèn)題,可選用雙法蘭差壓變送器來(lái)測(cè).量液位,如圖1所示,。作為敏感元件的金屬膜盒1通過(guò)鎧裝毛細(xì)管2與變送器3的測(cè)量室相連,在膜盒、鎧裝毛細(xì)管和測(cè)量室所組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有密封液體(一般為硅油)作為傳壓介質(zhì),。為使毛細(xì)管經(jīng)久耐用,其外部均套有金屬蛇皮管保護(hù),。關(guān)于變送器的工作原理在此不再多述,本文主要就雙法蘭差壓變送器在液位測(cè)量系統(tǒng)中,對(duì)于不同的安裝位置和形式，如何分析計(jì)算遷移量的問(wèn)題作-詳細(xì)介紹,并歸納出一種雙法蘭差壓變送器的“計(jì)算校驗(yàn)法”,。
2變送器在液位測(cè)量中的安裝及計(jì)算
　　變送器(本文以FC系列儀表中的雙法蘭差壓變送器-FFD為例)可安裝在任何高度和位置,。但是用于真空?qǐng)龊?變送器的安裝位置不能高于低壓室法蘭的水平線。在液位測(cè)量中,變送器通常用于密閉容器,如圖1所示,高壓室法蘭用來(lái)消除容器內(nèi)壓力(或真空)變化的影響,低壓室法蘭用來(lái)測(cè)量容器內(nèi)液體的液位.如果用于開(kāi)口容器,，則高壓室法蘭應(yīng)與容器低端法蘭相接,而低壓室法蘭應(yīng)置于大氣中,并保持與高壓室法蘭同樣高度,。
2.1變送器安裝在開(kāi)口容器低端法蘭水平線以下(圖2)
 
　　如圖2所示,高壓室法蘭與容器低端法蘭相接,而低壓室法蘭安裝在與高壓室法蘭同一水平線上的大氣中。那么變送器量程為
L=H·ρ
　　零點(diǎn)遷移量為
A=h1·ρ1-h2·ρ2
　　最低測(cè)量液位時(shí),作用于變送器上的等效靜壓差為
△P1=h1·ρ1-h2*ρ2=A.
　　最高測(cè)量液位時(shí),作用于變送器上的等效靜壓差為
△P2=(H+h1)·ρ1-h2*ρ2=H·ρ1+A
　　式中h2一變送器正,、負(fù)壓室中心線到容器低端法蘭中心線之間的高度,。ρ2一一變送器鎧裝毛細(xì)管內(nèi)液體的密度。變送器校驗(yàn)范圍為
△P=△P1~△P2=A~H·ρ1+A
　　對(duì)應(yīng)于變送器的輸出(若變送器為正作用)為4~20mA.DC,。
2.3變送器安裝在密閉容器低端法蘭水平線以下(圖4)
　　圖4所示,高壓室法蘭與容器高端法蘭相接,低壓室法蘭與容器低端法蘭相接,。則變送器量程為
L=H·ρ1
零點(diǎn)遷移量為
A=h3·ρ2-h1·ρ1
 
　　最低測(cè)量液位時(shí)，作用于變送器上的等效靜壓為
△P=h3·ρ2--h1·ρ1=A
　　最高測(cè)量液位時(shí),作用于變送器上的等效靜壓差為
△P2=h3·ρ2-h1·ρ1-H·ρ1=A-H·ρ1
式中h3--容器高低端法蘭中心線之間的高度,。
變送器校驗(yàn)范圍為
△P=△P1~△P2:=A~A-H·ρ1
　　對(duì)應(yīng)于變送器的輸出(若變送器為反作用)為4~20mA.DC.
2.4變送器安裝在密閉容器低端法蘭水平線以上(圖5)
 
　　圖5所示,高壓室法蘭與容器高端法蘭相接,低壓室法蘭與容器低端法蘭相接,。為避免變送器在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)死區(qū),應(yīng)滿足下列條件:
H1·ρ1≥h2·ρ2
變送器量程為
L=:H·ρ1
零點(diǎn)遷移量為
A=(h3-h2)·ρ2-(h1·ρ1-h2·ρ2)=h3ρ2-h·ρ1
最低測(cè)量液位時(shí)，作用于變送器上的等效靜壓差為
△P2=(h3-h2)·ρ2-(h1·ρ1-h2·ρ2r)=A
最高測(cè)量液位時(shí),作用于變送器上的等效靜壓差為
△P2=(h3-h2)·ρ2-[(h1+H)·ρ1-h2·ρ2]=A-H·ρ1
變送器校驗(yàn)范圍為
△P=△P1~△P2=A~A-H·ρ1
對(duì)應(yīng)于變送器的輸出(若變送器為反作用)為4~20mA.DC,。
　　對(duì)于上述四種情況,如果變送器的高,、低壓室法蘭的安裝位置互換，可以進(jìn)行同樣的分析計(jì)算,，只不過(guò)是零點(diǎn)遷移由正遷移變?yōu)樨?fù)遷移而己,。
3變送器的“計(jì)算校驗(yàn)法”
　　綜上所述,我們?cè)诶秒p法蘭差壓變送器測(cè)量液位時(shí),由于變送器鎧裝毛細(xì)管內(nèi)液體的密度和被測(cè)液體的密度是已知的,所以，只要確定了變送器的安裝位置和形式以及被測(cè)液體的測(cè)量范圍(H),準(zhǔn)確地量取變送器的安裝數(shù)據(jù)(h1,、h2,、h3),就可以很方便地分析計(jì)算出變送器的量程(L),、零點(diǎn)遷移量(A)、最低和最高測(cè)量液位時(shí)作用于變送器上的等效靜壓差(△P1和△P2),然后,將變送器的正,、負(fù)壓室法蘭放在同一-高度上進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)范圍為△P=△P1~△P2,對(duì)應(yīng)于變送器的輸出為4~20mA.DC或20~4mA.DC(根據(jù)變送器的作用方式而定),。這樣,把校驗(yàn)后的變送器按要求安裝在容器上,就可以準(zhǔn)確地測(cè)量出容器內(nèi)液體的液位了。