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                    【知識(shí)講堂】雙法蘭液位計(jì)的零點(diǎn)遷移計(jì)算
                    時(shí)間:2022-07-11 10:16;作者:廈門縱能市場(chǎng)部

                    雙法蘭液位計(jì)是利用雙法蘭差壓變送器所測(cè)到的差壓值來?yè)Q算實(shí)際的液位的,本質(zhì)上是一種特殊取壓的差壓變送器。它是在差壓變送器正、負(fù)室取壓口上接上二條毛細(xì)管,末端是兩個(gè)用不銹鋼膜片封閉的、固定在安裝法蘭上的膜盒。膜盒與毛細(xì)管和差壓變送器正、負(fù)壓室,內(nèi)部采用真空充填方法充硅油等液體作為導(dǎo)壓液。通過感壓膜盒上的不銹鋼波紋膜片感測(cè)的壓強(qiáng),由硅油傳遞至差壓變送器的正、負(fù)壓室。也正因?yàn)槿绱?,?dāng)正、負(fù)壓側(cè)的法蘭不處于同一水平面時(shí),儀表本身的構(gòu)造導(dǎo)致儀表毛細(xì)管中的硅油因自生重力的原因,在儀表正負(fù)壓室產(chǎn)生不同的壓強(qiáng),帶來壓強(qiáng)差,因此需要根據(jù)儀表測(cè)量法蘭的安裝位置進(jìn)行分析,通過計(jì)算得出此差值,用以修正輸出量程的上下限,以便儀表輸出正確的液位壓差。

                     

                      雙法蘭液位計(jì)的高壓側(cè)是用來測(cè)量容器內(nèi)的液位壓強(qiáng),而低壓側(cè)是用來測(cè)量?jī)x表法蘭環(huán)境壓強(qiáng)的,在開口容器中環(huán)境壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng),封閉容器中環(huán)境壓強(qiáng)為容器內(nèi)部壓強(qiáng),通過這樣的測(cè)量來消除掉環(huán)境壓強(qiáng)帶來的壓強(qiáng)影響,單純測(cè)出液位高度帶來的壓強(qiáng)變化。儀表的安裝分為開口容器(與大氣相通)與封閉容器,其中開口容器的安裝時(shí),應(yīng)將儀表高壓側(cè)法蘭安裝在容器下部低端法蘭上,儀表低壓側(cè)對(duì)空置于大氣環(huán)境,并與高壓側(cè)法蘭處于同一水平面。且無論變送器儀表表頭部分處于什么位置,都應(yīng)將儀表正直安裝,確保膜片位置在同一水平面,盡量減少測(cè)量誤差。

                     

                     

                    參數(shù)一覽表

                    參數(shù)描述

                    符號(hào)

                    單位

                    量程下限

                    (一般數(shù)值為“0”)

                    PLo

                    Pa(帕斯卡)

                    量程上限

                    PHi

                    Pa(帕斯卡)

                    介質(zhì)密度

                    (工藝參數(shù)提供)

                    ρ1

                    kg/m3

                    (千克每立方米)

                    填充液密度

                    (儀表供應(yīng)商提供)

                    ρ0

                    kg/m3

                    (千克每立方米)

                    儀表法蘭環(huán)境壓強(qiáng)(開口容器中為大氣壓強(qiáng);封閉容器中為容器內(nèi)部壓強(qiáng))

                    P0

                    Pa(帕斯卡)

                    量程遷移量

                    ΔP

                    Pa(帕斯卡)

                    液位測(cè)量高度

                    H

                    m(米)

                    容器高側(cè)法蘭中心線到容器低側(cè)法蘭中心線垂直高度

                    h0

                    m(米)

                    液位測(cè)量下限到容器低側(cè)法蘭中心線垂直高度

                    h1

                    m(米)

                    容器低側(cè)法蘭中心線到儀表高壓側(cè)膜片

                    垂直高度

                    h2

                    m(米)

                    容器高側(cè)法蘭中心線到儀表低壓側(cè)膜片

                    垂直高度

                    h3

                    m(米)

                    容器介質(zhì)因H帶來的壓強(qiáng)值

                    PH

                    Pa(帕斯卡)

                    儀表毛細(xì)管填充液因h0帶來的壓強(qiáng)值

                    Ph0

                    Pa(帕斯卡)

                    容器介質(zhì)因h1帶來的壓強(qiáng)值

                    Ph1

                    Pa(帕斯卡)

                    儀表毛細(xì)管填充液因h2帶來的壓強(qiáng)值

                    Ph2

                    Pa(帕斯卡)

                    儀表毛細(xì)管填充液因h3帶來的壓強(qiáng)值

                    Ph3

                    Pa(帕斯卡)

                    零點(diǎn)遷移后的

                    量程下限

                    PLo'

                    Pa(帕斯卡)

                    零點(diǎn)遷移后的

                    量程上限

                    PHi'

                    Pa(帕斯卡)

                    重力系數(shù)(9.8)

                    g

                    N/kg(牛每千克)

                    儀表高壓側(cè)

                    Hi

                    儀表低壓側(cè)

                    Lo

                     
                     
                    垂直高度的位置以儀表膜片水平位置為零點(diǎn),數(shù)值符號(hào)向上為“+”向下為“-”,以下計(jì)算中均已考慮數(shù)值符號(hào),實(shí)際計(jì)算直接帶入無符號(hào)數(shù)值即可。

                     

                      基本使用到的公式P=ρgh,其中根據(jù)不同介質(zhì)中的不同液位高度統(tǒng)一計(jì)算,可以分別得出我們需要的液位測(cè)量上下限的差壓量程。
                     

                      理想情況下:

                      測(cè)量液位高度為0(m)時(shí),儀表測(cè)到的差壓值(低限值)PL=0 (Pa)

                      測(cè)量液位高度為H(m)時(shí),儀表測(cè)到的差壓值(高限值)PH=ρ1gH(Pa)

                     

                      非理想情況下:

                      需要引入因容器液位下限到膜片的高度差帶來的介質(zhì)壓強(qiáng)和毛細(xì)管填充液壓強(qiáng)的組合影響,因此就需要計(jì)算零點(diǎn)遷移量,也即計(jì)算出儀表膜片高低壓側(cè)的各種非測(cè)量液位產(chǎn)生的壓強(qiáng)因素,并將其合并計(jì)算即得到零點(diǎn)遷移量,也即液位測(cè)量的修正值。

                      零點(diǎn)遷移通用計(jì)算使用到的公式

                      零點(diǎn)遷移量:ΔP=Ph1+Ph2-Ph3

                      零點(diǎn)遷移后量程低限:PLo'=PLo+ΔP

                      零點(diǎn)遷移后量程高限:PHi'=PHi+ΔP

                      容器高側(cè)法蘭中心線到儀表低壓側(cè)膜片垂直高度:h3=h0+h2


                     

                    安裝狀態(tài)1




                     


                     

                    安裝狀態(tài)2






                     

                    安裝狀態(tài)3




                     

                     

                    安裝狀態(tài)4



                     


                     

                    安裝狀態(tài)5





                     

                    安裝狀態(tài)6



                     


                     

                    安裝狀態(tài)7


                      


                     

                      通過以上的分析和推導(dǎo),我們可以根據(jù)不同的儀表安裝方式進(jìn)行計(jì)算得到零點(diǎn)遷移后的輸出量程值,此量程值設(shè)置為用戶量程后,即可使儀表的輸出與測(cè)量液位的變化相匹配,從上位機(jī)換算出正確的液位值,同時(shí)儀表校驗(yàn)時(shí)也應(yīng)采用遷移后的量程值范圍進(jìn)行校驗(yàn),這樣才能確保儀表的測(cè)量準(zhǔn)確與輸出準(zhǔn)確。

                      同時(shí)也可以看出在密閉容器的測(cè)量中,雙法蘭液位計(jì)的儀表表頭位置并不影響遷移量的計(jì)算,因此可以安裝在任意位置,但也需要確保液位計(jì)表頭在容器高低兩個(gè)法蘭中間位置時(shí),需要保證Ph1≥Ph2,避免影響正確的測(cè)量范圍。

                     

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