1.液(ye)面的遷移
應用
差(cha)壓變送器
測量液(ye)面時,如果差壓變(bian)送器的正、負壓室(shi)與容器⛷️的取壓點(dian)處在同一水平面(mian)上,就不需要遷移(yí)。而在📞實際應用中(zhōng),出于對設備安裝(zhuang)位置和便于維護(hu)等方面的考慮,測(cè)量儀表不一定📧都(dou)能與取壓點在同(tóng)一水平面上;又如(ru)被測介質是強腐(fu)蝕性或重粘度⭕的(de)液體,不能直接把(ba)介質🌈引入測壓儀(yi)表,必須安裝隔離(lí)液罐,用隔離液來(lái)傳遞壓力信号,以(yi)防被測儀表被腐(fǔ)蝕。這時就要考慮(lü)介質和隔離液的(de)液柱對測壓儀表(biao)讀數的影⭐響。
差壓(ya)變送器測量液位(wei)安裝方式主要有(you)三種,爲了能夠正(zhèng)❓确指🛀🏻示液位的高(gāo)度,差壓變送器必(bì)須做一些技術處(chù)理——即🌈遷移。遷移分(fen)爲無遷移、負遷移(yí)和正遷移.。
1.1 無遷移(yi)
将差壓變送器的(de)正、負壓室與容器(qi)的取壓點安裝🌐在(zài)㊙️同一水🧡平面上,如(rú)圖1所示。
設A點的(de)壓力爲P-,B點的壓力(lì)爲P+,被測介質的密(mi)度爲ρ,重力加速度(dù)🏃🏻爲g,則ΔP= P+- P-=ρgh+ P-- P-=ρgh;如果爲敞口(kou)容器,P-爲大氣壓力(lì),ΔP=P+=ρgh,由此可見,如果差(chà)壓變送🈲器正🙇🏻壓室(shi)和取壓點相連,負(fu)壓室通大👨❤️👨氣,通過(guo)測B點的表壓力就(jiu)可知液面的高度(du)。
當液面由h=0變化爲(wei)h=hmax時,差壓變送器所(suo)測得的差壓由ΔP=0變(biàn)爲ΔP=ρghmax,輸🍓出由4mA變爲20mA。
假(jiǎ)設差壓變送器對(duì)應液位變化所需(xū)要的儀表量程♊爲(wei)🚶♀️30kPa,當液面由空液面(miàn)變爲滿液面時,所(suo)測得的差壓由0變(biàn)爲30kPa,其特性曲線如(rú)圖4中的(a)所示。
1.2 負遷移(yí)
如圖2所示,爲了防(fang)止密閉容器内的(de)液體或氣體進入(ru)差壓☀️變送⛹🏻♀️器的取(qǔ)壓室,造成引壓管(guǎn)線的堵塞或腐蝕(shi)👨❤️👨,在差壓變送器的(de)正、負壓室與取壓(ya)點之間分🍓别裝有(you)隔離液👉罐,并充以(yǐ)隔離液,其密🥰度爲(wei)ρ1。
當H=0時,P+=ρ1gh1 P-=ρ1g(H+h1) ΔP= P+- P-=-ρ1gH
當H=Hmax時,P+=ρ1gh1 +ρgH P-=ρ1g(H+h1)
ΔP= P+- P-=ρgH-ρ1gH=(ρ-ρ1)gH
當H=0時,ΔP=-ρ1gH,在(zài)差壓變送器的負(fu)壓室存在一靜壓(yā)力ρ1gH,使差壓變送器(qì)的🤞輸出小于4mA。當H=Hmax時(shí),ΔP=(ρ-ρ1)gHmax,由于在實際工作(zuo)中ρ1》ρ,所以,在最高🎯液(ye)位🈲時,負壓室的壓(ya)力也遠大于正壓(yā)室的壓力,使儀表(biǎo)輸出仍小于實際(jì)液面所對應的儀(yí)表輸出。這樣就破(po)壞了變送器輸出(chu)與液位之間的正(zhèng)常關系。爲了使儀(yi)表輸出和實際液(yè)📱面相對應,就💔必須(xu)把負壓室引壓管(guǎn)線這段H液柱産生(shēng)的靜壓力ρ1gH消除掉(diào),要想消除😍這個靜(jìng)壓力,就要調校差(cha)壓變送器,也就是(shi)對差壓變送器進(jìn)行負遷移,ρ1gH這個靜(jìng)壓力叫做遷移💰量(liang)。
調校差壓變送器(qi)時,負壓室接輸入(rù)信号,正壓室通大(dà)氣。假設🐕儀表的量(liang)程爲30kPa,遷移量ρ1gH=30kPa,調校(xiào)時,負壓室加壓30kPa,調(diao)整差壓變送器零(líng)點旋鈕,使其輸出(chū)爲4mA;之後,負壓室不(bú)💯加壓,調整差壓🧑🏽🤝🧑🏻變(bian)送器⛷️量程旋㊙️鈕,直(zhí)至輸出爲20mA,中間三(sān)⭐點按等刻☂️度校驗(yan)。輸入與輸出的關(guan)系見表1)
當液面由(yóu)空液面升至滿液(yè)面時,變送器差壓(yā)由ΔP=-30kPa變👄化至ΔP=0kPa,輸✊出電(dian)流值由4mA變爲20mA,其特(te)性曲線如圖4中的(de)(b)所示。
1.3 正遷移
在實(shi)際測量中,變送器(qì)的安裝位置往往(wang)與最低液位不在(zai)同一🚶水平面上,如(rú)圖3所示。容器爲敞(chang)口容器,差壓變送(song)器的位置比最⁉️低(di)液位低h距離,ΔP=P =ρgH+ρgh。
當H=0時(shi),ΔP=ρgh,在差壓變送器正(zhèng)壓室存在一靜壓(yā)力,使其輸☔出大👈于(yú)4mA。
當H=Hmax時,ΔP=ρgH+ρgh,變送器輸出(chu)也遠大于20mA,因此,也(yě)必須把ρgh這段靜壓(yā)😘力🐆消除掉🏃🏻,這就是(shì)正遷移。
調校時,正(zhèng)壓室接輸入信号(hào),負壓室通大氣。假(jiǎ)設儀表量程仍爲(wei)30kPa,遷移量ρgh=30kPa。 輸入與輸(shu)出的關系見表2)。
其(qi)特性曲線如圖4中(zhōng)的(c)所示。如果現場(chǎng)所選用的差壓變(biàn)送器屬💜智能型,能(néng)夠與HART手操器進行(háng)通訊協議,可以直(zhi)接❄️用手操器對其(qí)㊙️進行調校。
1.4 測量範(fàn)圍、量程範圍和遷(qiān)移量的關系
差壓(yā)變送器的測量範(fan)圍等于量程和遷(qian)移量之和,即測量(liang)範圍=量程範圍+遷(qiān)移量。如圖4所示,a量(liang)程爲30kPa,無遷移量,測(cè)量範🌈圍等于量❓程(cheng)爲30kPa;b量程爲30kPa,遷移量(liang)爲-30kPa,測量範圍💯爲-30~0kPa;c量(liang)程爲30kPa,遷移量爲30kPa,測(ce)量範圍爲30~60kPa。
由此可(ke)見,正、負遷移的輸(shū)入、輸出特性曲線(xiàn)爲不帶遷移量的(de)特性曲線沿表示(shì)輸入量的橫坐标(biao)平移。正遷✊移向💃正(zheng)方☁️向移動,負遷移(yí)向負方向移動,而(ér)且移動的❌距離即(ji)爲遷移量。
綜上所(suo)述,正、負遷移的實(shí)質是通過調校差(chà)壓變送器♊,改✌️變量(liang)程的上、下限值,而(ér)量程的大小不變(biàn)。如果🏃🏻從負壓室來(lai)看,也可🔞以簡單理(lǐ)解爲正遷移,好比(bi)在負壓室增加ρgh遷(qiān)移量,而正遷移好(hǎo)比在負壓室減少(shǎo)ρgh遷移量。
利用遷移(yi)原理對液面測量(liàng)方法進行改進
從(cóng)以上分析中可以(yǐ)了解到差壓變送(sòng)器測液面正📧、負遷(qiān)移的⚽原🐇理,這樣在(zai)實際應用中,就可(kě)以根據生産裝置(zhì)的☎️工藝情況㊙️和儀(yí)表的使用條件及(ji)周圍環境等靈活(huo)應用,對液面的測(cè)量方法進行相應(ying)的改進。