內容編輯使用差壓變送器測量液位的注意事項和方法
差壓變送器是一種在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域非常常見(jiàn)的一種熱工測量?jì)x表種類(lèi)，主要作用于測量液體介質(zhì)的壓力，液位液位計、物位計、物位變送器、液位變送器、電容式物位計、電容式液位計、電容式物位變送器、電容式液位變送器、物位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)、電容液位計、電容物位計、液位儀表、物位儀表、電容液位變送器、電容物位變送器、射頻電容式液位開(kāi)關(guān)、射頻電容式物位開(kāi)關(guān)、電容式液位開(kāi)關(guān)、電容式物位開(kāi)關(guān)、音叉式液位開(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愈加廣泛，但作為通用型的測量?jì)x表，也經(jīng)常會(huì )發(fā)生運行的故障，如果生產(chǎn)中遇到問(wèn)題，就需要我們能夠及時(shí)地加以解決，倘若不能迅速處理，必定會(huì )在一定程度上影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，有的嚴重故障甚至會(huì )危及人身安全。
一、 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；ρ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。
則有：
P+=P0+ρgh1+ρgh
P-=P0+ρgh2+ρgh
△P=P+-P-=ρgh1-ρgh2
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Zui大值變?yōu)棣=0，通過(guò)設置變送器，輸出電流由4mA變?yōu)?0mA。
二、變送器零位的設置
差壓變送器測量液位時(shí)，零位的設置是非常重要的環(huán)節。當變送器的高壓（H）側、低壓（L）側與就地測量筒的高壓側、低壓側連接一致時(shí)，高壓側導壓管始終處于充滿(mǎn)水狀態(tài)，變送器高壓端測得壓力為P+kPa，變送器的低壓側與低壓側導壓管相連，測得壓力為P-kPa，則變送器測得實(shí)際差壓為（P+-P-）kPa。容器液位Zui低時(shí)，差壓值Zui大，對應于變送器內部設置LRV，也就是變送器的零位，此時(shí)變送器輸出電流4mA，容器液位Zui高時(shí)，差壓值為0，對應于變送器內部設置URV，也就是變送器的滿(mǎn)度，此時(shí)變送器輸出電流20mA。 當變送器的高壓（H）側、低壓（L）側與就地測量筒的高壓側、低壓側連接相反時(shí)，需要對變送器內部設置進(jìn)行修改：即將變送器的LRV設置為（P--P+）kPa（這個(gè)差值為負數），也就是說(shuō)，無(wú)論變送器與導壓管怎樣連接，變送器的滿(mǎn)度對應于測量容器的滿(mǎn)水位，差壓始終為0，即變送器的滿(mǎn)度URV為0kPa，輸出電流20mA。當變送器的高壓側與導壓管高壓側相連時(shí)，變送器零位LRV設置為Zui大差壓值，當變送器的高壓側與導壓管低壓側相連時(shí)，變送器零位LRV設置為Zui大差壓值的負數。
三、 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。
Shou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。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Zui高處安置排氣裝置。
四、變送器零位的遷移
差壓變送器測量液位時(shí)，如果差壓變送器的正、負壓室與容器的取壓點(diǎn)處在同一水平面上，就不需要遷移。而在實(shí)際應用中，出于對設備安裝位置和便于維護等方面的考慮，變送器不一定都能與取壓點(diǎn)在同一水平面上；又如被測介質(zhì)是強腐蝕性或重粘度的液體，不能直接把介質(zhì)引入變送器，必須安裝隔離液罐，用隔離液來(lái)傳遞壓力信號，以防變送器被腐蝕。這時(shí)就要考慮介質(zhì)和隔離液的液柱對變送器測量值的影響。當變送器的安裝位置往往與Zui低液位不在同一水平面上，為了能夠正確指示液位的高度，差壓變送器必須做一些技術(shù)處理，即遷移。遷移分為無(wú)遷移、負遷移和正遷移。 所謂變送器的“遷移”，是將變送器在量程不變的情況下，將測量范圍移動(dòng)。通常將測量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以下的，稱(chēng)為負遷移；將測量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以上的，稱(chēng)為正遷移。以一臺30kPa量程的差壓變送器為例，無(wú)遷移量時(shí)測量范圍為0～30kPa，正遷移100%時(shí)測量范圍為30～60kPa，負遷移100%時(shí)測量范圍為-30～0kPa，負遷移50%時(shí)測量范圍為 -15～+15kPa。
實(shí)際操作時(shí)先確定差壓變送器的量程，校準后使用遷移螺釘將測量起始點(diǎn)或滿(mǎn)程輸出調整到相應位置或用手操器將遷移量直接輸入。例如：需測量-30～0kPa的差壓，則量程為30kPa，校驗變送器時(shí)，負壓室加壓30kPa，調整差壓變送器零點(diǎn)旋鈕，使其輸出為4mA；之后，負壓室不加壓，調整差壓變送器量程旋鈕，直至輸出為20mA，如果用手操器的話(huà)，將變送器的LRV設置為-30kPa，URV設置為0kPa。 差壓變送器的測量范圍等于量程和遷移量之和，即測量范圍=量程范圍+遷移量。所以，正、負遷移的實(shí)質(zhì)是改變差壓變送器量程的上、下限值，而量程的大小不變。根據差壓變送器測量液位正、負遷移的原理，在實(shí)際應用中，就可以根據儀表的使用條件、生產(chǎn)裝置的工藝情況和周?chē)h(huán)境等，對液位的測量方法進(jìn)行相應的改進(jìn)。
一、 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；ρ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。
則有：
P+=P0+ρgh1+ρgh
P-=P0+ρgh2+ρgh
△P=P+-P-=ρgh1-ρgh2
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Zui大值變?yōu)棣=0，通過(guò)設置變送器，輸出電流由4mA變?yōu)?0mA。
二、變送器零位的設置
差壓變送器測量液位時(shí)，零位的設置是非常重要的環(huán)節。當變送器的高壓（H）側、低壓（L）側與就地測量筒的高壓側、低壓側連接一致時(shí)，高壓側導壓管始終處于充滿(mǎn)水狀態(tài)，變送器高壓端測得壓力為P+kPa，變送器的低壓側與低壓側導壓管相連，測得壓力為P-kPa，則變送器測得實(shí)際差壓為（P+-P-）kPa。容器液位Zui低時(shí)，差壓值Zui大，對應于變送器內部設置LRV，也就是變送器的零位，此時(shí)變送器輸出電流4mA，容器液位Zui高時(shí)，差壓值為0，對應于變送器內部設置URV，也就是變送器的滿(mǎn)度，此時(shí)變送器輸出電流20mA。 當變送器的高壓（H）側、低壓（L）側與就地測量筒的高壓側、低壓側連接相反時(shí)，需要對變送器內部設置進(jìn)行修改：即將變送器的LRV設置為（P--P+）kPa（這個(gè)差值為負數），也就是說(shuō)，無(wú)論變送器與導壓管怎樣連接，變送器的滿(mǎn)度對應于測量容器的滿(mǎn)水位，差壓始終為0，即變送器的滿(mǎn)度URV為0kPa，輸出電流20mA。當變送器的高壓側與導壓管高壓側相連時(shí)，變送器零位LRV設置為Zui大差壓值，當變送器的高壓側與導壓管低壓側相連時(shí)，變送器零位LRV設置為Zui大差壓值的負數。
三、 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。
Shou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。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Zui高處安置排氣裝置。
四、變送器零位的遷移
差壓變送器測量液位時(shí)，如果差壓變送器的正、負壓室與容器的取壓點(diǎn)處在同一水平面上，就不需要遷移。而在實(shí)際應用中，出于對設備安裝位置和便于維護等方面的考慮，變送器不一定都能與取壓點(diǎn)在同一水平面上；又如被測介質(zhì)是強腐蝕性或重粘度的液體，不能直接把介質(zhì)引入變送器，必須安裝隔離液罐，用隔離液來(lái)傳遞壓力信號，以防變送器被腐蝕。這時(shí)就要考慮介質(zhì)和隔離液的液柱對變送器測量值的影響。當變送器的安裝位置往往與Zui低液位不在同一水平面上，為了能夠正確指示液位的高度，差壓變送器必須做一些技術(shù)處理，即遷移。遷移分為無(wú)遷移、負遷移和正遷移。 所謂變送器的“遷移”，是將變送器在量程不變的情況下，將測量范圍移動(dòng)。通常將測量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以下的，稱(chēng)為負遷移；將測量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以上的，稱(chēng)為正遷移。以一臺30kPa量程的差壓變送器為例，無(wú)遷移量時(shí)測量范圍為0～30kPa，正遷移100%時(shí)測量范圍為30～60kPa，負遷移100%時(shí)測量范圍為-30～0kPa，負遷移50%時(shí)測量范圍為 -15～+15kPa。
實(shí)際操作時(shí)先確定差壓變送器的量程，校準后使用遷移螺釘將測量起始點(diǎn)或滿(mǎn)程輸出調整到相應位置或用手操器將遷移量直接輸入。例如：需測量-30～0kPa的差壓，則量程為30kPa，校驗變送器時(shí)，負壓室加壓30kPa，調整差壓變送器零點(diǎn)旋鈕，使其輸出為4mA；之后，負壓室不加壓，調整差壓變送器量程旋鈕，直至輸出為20mA，如果用手操器的話(huà)，將變送器的LRV設置為-30kPa，URV設置為0kPa。 差壓變送器的測量范圍等于量程和遷移量之和，即測量范圍=量程范圍+遷移量。所以，正、負遷移的實(shí)質(zhì)是改變差壓變送器量程的上、下限值，而量程的大小不變。根據差壓變送器測量液位正、負遷移的原理，在實(shí)際應用中，就可以根據儀表的使用條件、生產(chǎn)裝置的工藝情況和周?chē)h(huán)境等，對液位的測量方法進(jìn)行相應的改進(jìn)。
