差壓變送器的遷移量計算與量程選擇

1、差壓變送器的遷移量計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， 但其測量有一個基本要求，即液位或界面從最低(零液位或界面)到最高變化時，變送器的輸出信號應從 (0l00)變化，顯示儀表則按(0100)線性刻度表示液面或界面的相對高度。由于液位或界面測量對象和變送器的安裝位置不同，實際運行 的變送器要針對具體情況進行量程遷移和零點遷移，才能保證它的輸出信號如實反映液位或界面的變化。顯然，在工程設計或變送器進行遷移前，應先進行相應的計算求出它的遷移量，選擇規(guī)格合適的變送器。由于差壓變進器測量液位或界面的原理相同，

2、而且界面測量是液位測量的擴展，即容器中兩種被側(cè)介質(zhì)的密度相差不大，當上部介質(zhì)的密度影響不能忽略時是界面測量，而上部介質(zhì)的密度遠小于下部介質(zhì)的密度，其影響可以忽略時是液位測量故后面只以液位測量為側(cè)重進行討論，只在計算公式一覽表中給出界面測量的遷移量計算公式。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 (始點不動量程改變 )。變送器進行量程遷移后，壓縮或擴大了它的量程 ，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)，從而提高了測量精度擴大量程的量程遷移能滿足液位變化范圍的測量要求，但降低了測量精度。 量程遷移的作用是為了滿足被測液位在允許的液位變化

3、范圍變化時，保證變送器的輸出信號能在100%范圍內(nèi)變化。量程遷移通過變送器本身的量程遷移機構(gòu)實現(xiàn)。 1.2 量程遷移量的計算 差壓式液位測量原理圖列于圖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，最大量程遷移量應最大量程10kPa，最小量程

4、趕移量應最小量程6 kPa。 2 零點遷移 2.1 零點遷移及其作用零點遷移是指輸入-輸出曲線任意平行移動 (始點移動量程不變 )。它有正遷移和負遷移兩種情況，見圖3。零點遷移通過變送器本身的零點遷移機構(gòu)將零點位置壓低 (負遷移 )或提高 (正遷移 )，使變送器的測量范圍不是從零開始，面是從某一數(shù)值開始。例如t一 臺 量 程 為 16kPa的變送器，作10kPa的正遷移后 ，則零點從10kPa開始，測量范圍變?yōu)?026 kPa， 同樣量程的變送器，作 -10kPa的負遷移后，則零點從 -l0kPa開始測量范圍變?yōu)?l06 kPa。 正遷移輸入輸出曲線沿輸入座標正方向平行移動一段距離，其距離大小

5、即為正遷移量，見圖3a。負遷移輸入輸出曲線沿輸入座標負方向平行移動一段距離其距離大小即為負遷移量，圖3b明顯看出，變送器作零點遷移后，只改變零點位置，不改變它原有的量程。如前面的例子 ，正遷移后，測量范圍為l026kPa，量 程仍 為26 - 10 = 1 6kPa。負遷移后 ，測量范 圍為 -106kPa，量程也 為6-(-10)=16kPa。量程并未改變，測量精度當然也不會改變 ，所以變送器只作零點遷移時，測量精度不會改變只有在壓縮量程的量程遷移時，測量精度才會提高。有了變送器零點遷移，才能保證變送器在液位測量的最低液位輸出信號為0，而量程遷移和零點遷移相結(jié)和，保證了最低液位向最高液位變化

6、時，變送器的輸出信號從 (0100%)變化。2.2 正負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 ，實際運行的變送器在零位時，如果正壓室產(chǎn)生的力大于負壓室產(chǎn)生的力，改變了變送器的零點，應作正遷移消除這個力的影響，負遷移的作用恰好相反，用于抵消變送器負壓室產(chǎn)生的力。因此，實際運行的變進器在零液位時，如果負壓室產(chǎn)生的力大于正壓室產(chǎn)生的力 ，改變了變送器的零點，應作負遷移消除這個力的影響。圖2a中 ，在零液位時 ，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，變進器負壓室沒有液體存在只有大氣壓力。結(jié)果變送器有yrl差壓信號輸入，其輸出信號不是0

7、，表示 變送器零點改變了。為了保證零液位時變送器的輸出信號為零，人為的把變送器的零點壓低，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，液位變送器dp 的正壓室有一段yr1 一D1r3的液柱存在，負壓室有一段D2r3的液柱存在，它們分別對正壓室和負壓室產(chǎn)生壓力，其壓力差為B=yr1-Dlr3一D2r3 =YrlDr3，一般 情 況下B< 0，應將變進器的零點提高，即作正遷移，其正遷移量B=YrlDr3。 在某些情況下，如y、r1較大時， B有可能大于零，即yrlDr3> 0，這時， 不但不作負遷移，而應作正遷移，正遷移量A=yrlDr3 當yr

8、lDr2,= 0時，變送器不作零點遷移。 2.3 正負遷移量限制條件變送器的正、負遷移量允許多大，這由變送器的結(jié)構(gòu)決定。不同生產(chǎn)廠家 ，不同類型、型號規(guī)格的變進器，其允許的正、負遷移量不同，工程設計時應詳細查閱變送器產(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，負遷移量的絕對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,負遷移量 l Bl<40kPa。 例2 美國羅斯蒙特公司的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，負遷移量的絕對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;負遷移量JBJ62x 600 =372 kPa。因此 ，工程 設計時，液位測量要求的正或負遷移量一定要小于或等于變送器說明書中規(guī)定的正或負遷移量。3 變送器測量范圍的選擇3.1 變進器的測量范圍 變進器按其測量元件的性能，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。設計者的責

10、任是根據(jù)液面測量要求遷移量計算結(jié)果，從中選擇一種合適的規(guī)格并給出實際運行的變送器的測量范圍。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、 液位測量需要的最大測量范圍的確定。正遷移時，需要的最大測量范圍等于量程遷移量加上正遷移量；負遷移時，需要的最大測量范圍等于量程遷移量加上負遷移量的絕對值。 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)確定的最大測量范圍 (2)交送器的最小量程小于或等于一、2節(jié)計算的量程遷移量。 例l液位測量要求量程遷移量45kPa，正遷移量l 5kPa，則變送器最大量程應45+15=60kPa，采用CECU差壓變送器時應選擇0一 1025OkPa規(guī)格的交送器作45kPa的量程遷移和15kPa的正遷移，將其測量范圍調(diào)整為1560kPa 。例2 液位測量要求量程遷移量45kPa，負

12、遷移量一l5kPa， 則變送器的最大量程應45+I15 I=60kPa，采用cEcu差壓變送器時，應選擇0-40250kPa規(guī)格的變送器作15kPa的量程遷移和一15kPa的負遷移，將其滑量范圍調(diào)整為一1530kPa。 例3液位測量要求量程遷移量35kPa正遷移量15kPa，則變送器的最大量程應35+15=50kPa 由于最大量程要50kPa，采用CECU差壓變送器時不能選擇 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，將其測量范圍調(diào)整為1555kPa，但此時，液位從最低到最高變化35kPa時，變送器的輸出信號只能在 (0875)%范圍內(nèi)變化，不能在 (0100)%范圍內(nèi)變化，當顯示儀表按液位變化范圍35kPa進行 (0100)% 刻度時，讀數(shù)將是錯誤的，而按40kPa進行(0100)%刻度，當讀數(shù)為875時，又將給操作人員造成還未到最高液位的錯覺。3.4 差壓式液位變送器測量范圍確定步驟(1)確定測量方法及各種數(shù)據(jù) (2)量程遷移量計算，P (3)零點l遷移量計算 A，B(4)確定需要的最大測量量程 當正

14、遷移時P+ A當負遷移時P + IBI(5)選擇合適規(guī)格的變送器，它應滿足下列二個條件，變送器的最大測量量程需要的最大測量程，變送器的最小量程量程遷移量P(6)給出實踞運行變送器的測量范圍 當正遷移時AP+ A當負遷移時BP +B(B為負數(shù))4 液位，界面測量類型的遷移量計算公式 (一)液位，界面測量類型 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、負壓室?guī))