差壓變送器的遷移量計(jì)算與量程選擇

1、差壓變送器的遷移量計(jì)算與量程選擇采用液位變送器 (法蘭式差壓變送器 ) 或一般的差壓變送器測(cè)量塔、罐、槽等容器的液位或界面在石油、化工行業(yè)甚為廣泛， 但其測(cè)量有一個(gè)基本要求，即液位或界面從最低(零液位或界面)到最高變化時(shí)，變送器的輸出信號(hào)應(yīng)從 (0l00)變化，顯示儀表則按(0100)線性刻度表示液面或界面的相對(duì)高度。由于液位或界面測(cè)量對(duì)象和變送器的安裝位置不同，實(shí)際運(yùn)行 的變送器要針對(duì)具體情況進(jìn)行量程遷移和零點(diǎn)遷移，才能保證它的輸出信號(hào)如實(shí)反映液位或界面的變化。顯然，在工程設(shè)計(jì)或變送器進(jìn)行遷移前，應(yīng)先進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算求出它的遷移量，選擇規(guī)格合適的變送器。由于差壓變進(jìn)器測(cè)量液位或界面的原理相同，

2、而且界面測(cè)量是液位測(cè)量的擴(kuò)展，即容器中兩種被側(cè)介質(zhì)的密度相差不大，當(dāng)上部介質(zhì)的密度影響不能忽略時(shí)是界面測(cè)量，而上部介質(zhì)的密度遠(yuǎn)小于下部介質(zhì)的密度，其影響可以忽略時(shí)是液位測(cè)量故后面只以液位測(cè)量為側(cè)重進(jìn)行討論，只在計(jì)算公式一覽表中給出界面測(cè)量的遷移量計(jì)算公式。1 量程遷移 1.1量程遷移及其作用 量程遷移是指輸入 輸出曲線斜率的任意改變 (始點(diǎn)不動(dòng)量程改變 )。變送器進(jìn)行量程遷移后，壓縮或擴(kuò)大了它的量程 ，如 圖1壓縮量程的量程遷移增大了輸 出 輸入曲線的放大系數(shù)，從而提高了測(cè)量精度擴(kuò)大量程的量程遷移能滿足液位變化范圍的測(cè)量要求，但降低了測(cè)量精度。 量程遷移的作用是為了滿足被測(cè)液位在允許的液位變化

3、范圍變化時(shí)，保證變送器的輸出信號(hào)能在100%范圍內(nèi)變化。量程遷移通過變送器本身的量程遷移機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 1.2 量程遷移量的計(jì)算 差壓式液位測(cè)量原理圖列于圖2。 根據(jù)圖2和量程遷移的作用可得P=（xy)r1式中P一量程遷移量或液位變化范圍 (計(jì)算量程) x一 最高液位至儀表下接口的距離。 y一 是低液位至儀表下接口的距離。 r 一下部被測(cè)介質(zhì)的密度。 1.3量程遷移的限制條件 (遷移范圍 )任阿規(guī)格曲變送器 其量程遷移量必須滿足下列兩個(gè)條件：(1)最大量程遷移量該規(guī)格的最大量程。(2)最小量程遷移量該規(guī)格的最小量程 。如規(guī)格為 0 610kPa的變送器，最大量程遷移量應(yīng)最大量程10kPa，最小量程

4、趕移量應(yīng)最小量程6 kPa。 2 零點(diǎn)遷移 2.1 零點(diǎn)遷移及其作用零點(diǎn)遷移是指輸入-輸出曲線任意平行移動(dòng) (始點(diǎn)移動(dòng)量程不變 )。它有正遷移和負(fù)遷移兩種情況，見圖3。零點(diǎn)遷移通過變送器本身的零點(diǎn)遷移機(jī)構(gòu)將零點(diǎn)位置壓低 (負(fù)遷移 )或提高 (正遷移 )，使變送器的測(cè)量范圍不是從零開始，面是從某一數(shù)值開始。例如t一 臺(tái) 量 程 為 16kPa的變送器，作10kPa的正遷移后 ，則零點(diǎn)從10kPa開始，測(cè)量范圍變?yōu)?026 kPa， 同樣量程的變送器，作 -10kPa的負(fù)遷移后，則零點(diǎn)從 -l0kPa開始測(cè)量范圍變?yōu)?l06 kPa。 正遷移輸入輸出曲線沿輸入座標(biāo)正方向平行移動(dòng)一段距離，其距離大小

5、即為正遷移量，見圖3a。負(fù)遷移輸入輸出曲線沿輸入座標(biāo)負(fù)方向平行移動(dòng)一段距離其距離大小即為負(fù)遷移量，圖3b明顯看出，變送器作零點(diǎn)遷移后，只改變零點(diǎn)位置，不改變它原有的量程。如前面的例子 ，正遷移后，測(cè)量范圍為l026kPa，量 程仍 為26 - 10 = 1 6kPa。負(fù)遷移后 ，測(cè)量范 圍為 -106kPa，量程也 為6-(-10)=16kPa。量程并未改變，測(cè)量精度當(dāng)然也不會(huì)改變 ，所以變送器只作零點(diǎn)遷移時(shí)，測(cè)量精度不會(huì)改變只有在壓縮量程的量程遷移時(shí)，測(cè)量精度才會(huì)提高。有了變送器零點(diǎn)遷移，才能保證變送器在液位測(cè)量的最低液位輸出信號(hào)為0，而量程遷移和零點(diǎn)遷移相結(jié)和，保證了最低液位向最高液位變化

6、時(shí)，變送器的輸出信號(hào)從 (0100%)變化。2.2 正負(fù)遷移量的汁算從力的作用角度看，正遷移的作用用于抵消變送器正壓室產(chǎn)生的力 。因此 ，實(shí)際運(yùn)行的變送器在零位時(shí)，如果正壓室產(chǎn)生的力大于負(fù)壓室產(chǎn)生的力，改變了變送器的零點(diǎn)，應(yīng)作正遷移消除這個(gè)力的影響，負(fù)遷移的作用恰好相反，用于抵消變送器負(fù)壓室產(chǎn)生的力。因此，實(shí)際運(yùn)行的變進(jìn)器在零液位時(shí)，如果負(fù)壓室產(chǎn)生的力大于正壓室產(chǎn)生的力 ，改變了變送器的零點(diǎn)，應(yīng)作負(fù)遷移消除這個(gè)力的影響。圖2a中 ，在零液位時(shí) ，差壓式液位變送器d9的正壓室有一段yr2的液柱存在，產(chǎn)生了壓力，變進(jìn)器負(fù)壓室沒有液體存在只有大氣壓力。結(jié)果變送器有yrl差壓信號(hào)輸入，其輸出信號(hào)不是0

7、，表示 變送器零點(diǎn)改變了。為了保證零液位時(shí)變送器的輸出信號(hào)為零，人為的把變送器的零點(diǎn)壓低，即作正遷移把yr2液柱產(chǎn)生的壓力抵消，其正遷移量 A=Yr1。圖2b中，在零液位時(shí)，液位變送器dp 的正壓室有一段yr1 一D1r3的液柱存在，負(fù)壓室有一段D2r3的液柱存在，它們分別對(duì)正壓室和負(fù)壓室產(chǎn)生壓力，其壓力差為B=yr1-Dlr3一D2r3 =YrlDr3，一般 情 況下B< 0，應(yīng)將變進(jìn)器的零點(diǎn)提高，即作正遷移，其正遷移量B=YrlDr3。 在某些情況下，如y、r1較大時(shí)， B有可能大于零，即yrlDr3> 0，這時(shí)， 不但不作負(fù)遷移，而應(yīng)作正遷移，正遷移量A=yrlDr3 當(dāng)yr

8、lDr2,= 0時(shí)，變送器不作零點(diǎn)遷移。 2.3 正負(fù)遷移量限制條件變送器的正、負(fù)遷移量允許多大，這由變送器的結(jié)構(gòu)決定。不同生產(chǎn)廠家 ，不同類型、型號(hào)規(guī)格的變進(jìn)器，其允許的正、負(fù)遷移量不同，工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)詳細(xì)查閱變送器產(chǎn)品說明書或選型規(guī)格書 。 例1上海光華儀表廠的CECU差壓式液位變送器 ，其遷移量的限制條件為e正遷移最小于或等于最大量程減去最小量程，負(fù)遷移量的絕對(duì)值小于或等于最大量程。如規(guī)格為0 640kPa的變送器，其最大量程是40kPa，最小量程是6kPa，按它的遷移量限制條件:正遷移量 A406=34kPa,負(fù)遷移量 l Bl<40kPa。 例2 美國(guó)羅斯蒙特公司的1151LT差

9、壓式液位變送器，其遷移量限制條件為，正遷移量小于或等于最小量程的500，負(fù)遷移量的絕對(duì)值小于或等于最小量程的600%。如規(guī)格為 0一62375kPa的變送器，其最大量程是375kPa，最小量程是62kPa， 按它的遷移量限制條件；正遷移量A62 x 500=31kPa;負(fù)遷移量JBJ62x 600 =372 kPa。因此 ，工程 設(shè)計(jì)時(shí)，液位測(cè)量要求的正或負(fù)遷移量一定要小于或等于變送器說明書中規(guī)定的正或負(fù)遷移量。3 變送器測(cè)量范圍的選擇3.1 變進(jìn)器的測(cè)量范圍 變進(jìn)器按其測(cè)量元件的性能，一般都分為幾種規(guī)格，每種規(guī)格都有一個(gè)最小量程和最大量程，在產(chǎn)品說明書或選型規(guī)格書中都有明確的規(guī)定。設(shè)計(jì)者的責(zé)

10、任是根據(jù)液面測(cè)量要求遷移量計(jì)算結(jié)果，從中選擇一種合適的規(guī)格并給出實(shí)際運(yùn)行的變送器的測(cè)量范圍。CECU和ll5ILT分別有下列三種規(guī)格i CECU(1) 0 640kPa (2) 0-40250kPa (3) 0601000kPa l151LT (1) 0-62375kPa (2) 0-3111868kPa (3) 0-11776865kPa 上述的規(guī)格數(shù)據(jù)，中間的數(shù)值為此規(guī)格的最小量程，最后的數(shù)據(jù)為最大量程。在最小量程與 最大量程之間，量程可根據(jù)液位測(cè)量的要求連續(xù)可調(diào)，如規(guī)格為6 40kPa的變送器，量程可在640kPa范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào) ，但最小不能小于6 kPa，最大不能大于40kPa。3.2

11、 液位測(cè)量需要的最大測(cè)量范圍的確定。正遷移時(shí)，需要的最大測(cè)量范圍等于量程遷移量加上正遷移量；負(fù)遷移時(shí)，需要的最大測(cè)量范圍等于量程遷移量加上負(fù)遷移量的絕對(duì)值。 3.3 變送器規(guī)格選擇的限制條件 (1)變送器的最大量程大于或等于三、2節(jié)確定的最大測(cè)量范圍 (2)交送器的最小量程小于或等于一、2節(jié)計(jì)算的量程遷移量。 例l液位測(cè)量要求量程遷移量45kPa，正遷移量l 5kPa，則變送器最大量程應(yīng)45+15=60kPa，采用CECU差壓變送器時(shí)應(yīng)選擇0一 1025OkPa規(guī)格的交送器作45kPa的量程遷移和15kPa的正遷移，將其測(cè)量范圍調(diào)整為1560kPa 。例2 液位測(cè)量要求量程遷移量45kPa，負(fù)

12、遷移量一l5kPa， 則變送器的最大量程應(yīng)45+I15 I=60kPa，采用cEcu差壓變送器時(shí)，應(yīng)選擇0-40250kPa規(guī)格的變送器作15kPa的量程遷移和一15kPa的負(fù)遷移，將其滑量范圍調(diào)整為一1530kPa。 例3液位測(cè)量要求量程遷移量35kPa正遷移量15kPa，則變送器的最大量程應(yīng)35+15=50kPa 由于最大量程要50kPa，采用CECU差壓變送器時(shí)不能選擇 0-6 10kPa規(guī)格的變送器，由于量程遷移量為35kPa小于最小量程40kPa，因此也不能選擇0一 10 250kPa規(guī)格的變送器。出現(xiàn)這種情況，則無法選擇CECU差壓液位變送器，只有選擇1I51LT0一311 186

13、8kPa規(guī)格的變送器 。當(dāng)然，也可以不管量程遷移要求而選擇 CBCU0- 10250kPa規(guī)格的變送器，將其測(cè)量范圍調(diào)整為1555kPa，但此時(shí)，液位從最低到最高變化35kPa時(shí)，變送器的輸出信號(hào)只能在 (0875)%范圍內(nèi)變化，不能在 (0100)%范圍內(nèi)變化，當(dāng)顯示儀表按液位變化范圍35kPa進(jìn)行 (0100)% 刻度時(shí)，讀數(shù)將是錯(cuò)誤的，而按40kPa進(jìn)行(0100)%刻度，當(dāng)讀數(shù)為875時(shí)，又將給操作人員造成還未到最高液位的錯(cuò)覺。3.4 差壓式液位變送器測(cè)量范圍確定步驟(1)確定測(cè)量方法及各種數(shù)據(jù) (2)量程遷移量計(jì)算，P (3)零點(diǎn)l遷移量計(jì)算 A，B(4)確定需要的最大測(cè)量量程 當(dāng)正

14、遷移時(shí)P+ A當(dāng)負(fù)遷移時(shí)P + IBI(5)選擇合適規(guī)格的變送器，它應(yīng)滿足下列二個(gè)條件，變送器的最大測(cè)量量程需要的最大測(cè)量程，變送器的最小量程量程遷移量P(6)給出實(shí)踞運(yùn)行變送器的測(cè)量范圍 當(dāng)正遷移時(shí)AP+ A當(dāng)負(fù)遷移時(shí)BP +B(B為負(fù)數(shù))4 液位，界面測(cè)量類型的遷移量計(jì)算公式 (一)液位，界面測(cè)量類型 1 常壓容器 (1)單法蘭液位變送器 (見圖 4)(2)一般差壓變進(jìn)器低予儀表下接口(3)一般差壓變送器高于儀表下接口(4)一般差壓變送器低于儀表下接口(帶p)(5)一般差壓變送器高于儀表下接口(帶P)2 有壓容器 (1)單法蘭液位變送器 (2)單法蘭液位變送器 (負(fù)壓室?guī))(3)一般差壓變送器低于儀表下接口(4)一般差壓變送器高于儀表下接口 (5)一般差壓變送器低于儀表下接口(負(fù)壓室?guī))(6)一般墊壓變送器低于儀表下接口(正壓室?guī))(7)一般差壓變送器低于儀表下接口(正、負(fù)壓室?guī))