化工仪表第四节 液位测量

1、化工仪表第四节 液位测量第1页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二液位计工作原理动画演示第2页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二常用液位检测仪表差压式液位计差压传感器测量液 位原理图 设被测介质的密度为，容器顶部为气相介质，气相压力为PA， P1是取压口的压力，根据静力学原理可得因此，差压变送器正负压室的压力差为液位测量问题就转化为差压测量问题了。但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时，会产生附加的静压误差。就需要进行量程迁移和零点迁移。(1)取压点与液位零面在同一水平面第3页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二液位测量的正

2、迁移如图所示，当差压变送器的取压口低于容器底部的时候，差压变送器上测得的差压为 为了使液位的满量程和起始值仍能与差压变送器的输出上限和下限相对应，就必须克服固定差压gh0的影响，采用零点迁移就可实现。(2)取压口低于容器底部因为：所以：第4页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二 在无迁移情况下，实际测量范围是0（h0g +hmaxg），原因是这种安装方法时P多出一项 h0g。当h=0时，P= h0g，因此P020KPa 。为了迁移掉h0g，即在h=0时仍然使P0=20KPa ，可以调整仪表的迁移弹簧张力。由于h0g作用在正压室上，称之为正迁移量。迁移弹簧张力抵消了h0g在正压

3、室内产生的力，达到正迁移的目的。 由于gh00，所以称为正迁移。 第5页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二液位测量的负迁移 当被测介质有腐蚀性时，差压变送器的正、负压室之间就需要装隔离罐，如果隔离液的密度为1 (1 )，则(3)介质有腐蚀性时因为：所以：第6页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二 对比无迁移情况，P多了一项压力-（h1- h0）1g，它作用在负压室上，称之为负迁移量。 当h=0时，P= -(h1- h0)1g ，因此P020KPa 。为了迁移掉-(h1- h0)1g的影响，可以调整负迁移弹簧的张力来进行负迁移以抵消掉-(h1- h0)1g在

4、负压室内产生的力，以达到负迁移的目的。 将上式变为：由于所以称为负迁移。第7页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二法兰式差压变送器测量液位示意图1法兰式测量头；2毛细管；3变送器 单法兰式 双法兰式 法兰式差压变送器按其结构形式 为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如下图所示。 用法兰式差压变送器测量液位第8页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二零点迁移 同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。1无迁移：第9页，共20页，2022年，5月20日，0点

5、24分，星期二差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点）安装位置条件不同存在着仪表零点迁移问题 特征： 差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（Hmin=0）处于同一水平位置。作用于变送器正、负压室的差压P与液位高度H的关系为P=Hg。 当H =0时，正负压室的差P=0， 变送器输出信号为4mA 当H= Hmax时，Pmax=gHmax，变送器的输出信号为20 mA。无迁移第10页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二2负迁移形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。正压室：负压室：差压：P1第11页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二差压变送器的正、负压室

6、的压力分别为 正、负压室的压差为: 当被测液位H=0时，P=-（h2-h1）2g 0，从而使变送器在H=0时输出电流大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于20 mA。正迁移 第16页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二液位测量迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。 迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。第17页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二静压原理检测物位(a)负迁移 （b）无迁移 （c）正迁移P出/KPa1

7、0020-20000第18页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二零点迁移总结（1）零点迁移的定义当H=0时，把差压变送器输出的零点（20KPa、4mA或0mA）所对应的输入差压由零点迁移到某一不为零的数值。（2）零点迁移的类型a、无迁移：P=Hg型，即H=0时，P=0，零点为0。b、负迁移：P=Hg x（x0）型。即H=0时，P0）型。即H=0时，P0，零点大于0。（3）出现正负迁移的原因 由于安装位置不同；以及有时在容器与变送器之间加装隔离罐等原因造成的。第19页，共20页，2022年，5月20日，0点24分，星期二（4）零点迁移的目的为使仪表的输出能正确反映出液位的数值，亦即使液位的零值与满量程能与变送器的输出上、下值相对应。（5）零点迁移的方法一般是在仪表上加一弹簧装置，以抵消固定差压的作用，该弹簧称为迁移弹簧。（6）零点迁移的实质只改变变送器的零点，而不改变量程