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智能單法蘭式液位計(jì)在石油数荤、化工、冶金薄肉、電力阴戚、食品、造紙某亩、醫(yī)藥笋熬、紡織等工業(yè)生產(chǎn)過程檢測(cè)控制系統(tǒng)中，檢測(cè)液體差壓腻菇、表壓胳螟、絕壓，以及開口或密 差壓式液位變送器將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成4～20mA DC輸出信號(hào)（智能型變送器可帶Hart協(xié)議通訊）筹吐，與其他單元組合儀表或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)配合旺隙，組成檢測(cè)、記錄骏令、控制等工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

一垄提、主要特點(diǎn)

1） 精度高榔袋；模擬型±0.2% 智能型±0.1%

2） 穩(wěn)定性好；

3） 二線制4～20mA铡俐；

4） 固體元件凰兑，接插式印制線路板妥粟；

5） 小型、重量輕吏够、堅(jiān)固抗振犀进；

6） 量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào)织扰；智能型需配Hart手操器/軟件 或 殼內(nèi)調(diào)整

7） 正遷移可達(dá)500％膊节，負(fù)遷移可達(dá)600%；智能型量程比為 100∶1

8） 阻尼可調(diào)率肉；

9） 10）無機(jī)械可動(dòng)部件原拉，維修工作量少；

11）全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)剑三；零部件互換性強(qiáng)堵套；

12）接觸介質(zhì)的膜片材料可選擇（316L、鉭矩汪、哈氏合金C端皮、蒙乃爾合金等耐腐蝕材料）

13）防護(hù)等級(jí)IP66，全天侯使用拒凝。

二腰凫、功能規(guī)范智

測(cè)量范圍：0—25Pa～40MPa （詳見選型表）

輸出信號(hào)：4～20mA DC，智能型支持Hart協(xié)議通訊 （特殊訂貨可四線制220V AC供電0～10mA DC 輸出）

供電電源：普通型變送器12—45V DC昼牛，防爆型變送器24V DC

負(fù)載特性：與供電電源有關(guān)术瓮，在某一電源電壓時(shí)帶負(fù)載能力見圖3—1，負(fù)載阻抗RL與電源電壓Vs關(guān)系式為：RL≤50（Vs－12）

圖3—1 負(fù)載特性

指 示 表：現(xiàn)場(chǎng)輸出指示可用電流表贰健，本公司可配線性指示0～99%和平方根指示0～99%表頭胞四；3 1/2位LCD數(shù)字顯示表，字高13mm輸出按百分?jǐn)?shù)顯示伶椿。

防 爆：本廠生產(chǎn)兩種防爆變送器： a辜伟、隔爆型 dIIBT4；b脊另、本質(zhì)安全型iaIICT6

量程和零位：外部連續(xù)可調(diào)导狡，智能型需配Hart手操器/軟件 或 殼內(nèi)調(diào)整

正負(fù)遷移：差壓變送器 zui大正遷移量為500％，zui大負(fù)遷移量為600%偎痛；

智能變送器 量程比為100∶1

工作溫度：電子部件：－29～＋93℃（普通型變送器）

－20～＋60℃（防爆型變送器）

測(cè)量部件：－40～＋104℃ （灌充硅油）

液晶顯示表：－20～＋70℃

環(huán)境濕度：0～99% RH旱捧。

貯藏溫度：－40～＋100℃

過載壓力：不超過zui大靜壓壓力的1.15倍（zui大靜壓壓力見選型表）

容積變化量：＜0.16cm3

阻尼時(shí)間：在0.2～1.67秒（智能型為0.1～16秒）內(nèi)連續(xù)可調(diào)，微踩麦、低差壓和法蘭變送器枚赡，阻尼時(shí)間稍大些；阻尼時(shí)間即階躍響應(yīng)谓谦。

啟動(dòng)時(shí)間：2秒蛹拜，不需預(yù)熱她蛉。

三、法蘭壓式液位變送器技術(shù)參數(shù)

振動(dòng)影響：在任何方向上振動(dòng)頻率200Hz時(shí)慰颊，所引起的誤差為zui大范圍的0.05%/g赚兰；

量程代碼1，2（微差壓）為±0.1%/g

電源影響：小于輸出范圍的±0.005%/V辱折。

負(fù)載影響：電源穩(wěn)定時(shí)郎石，無負(fù)載影響。

安裝位置影響：當(dāng)工作膜片未垂直安裝時(shí)晦哺，可能會(huì)產(chǎn)生約0.24 kPa的零位系統(tǒng)誤差箫驻，此誤差可通過調(diào)整零位來消除，對(duì)量程無影響贩挨。

外殼防護(hù)等級(jí)：IP66

四绍挤、單法蘭差壓式液位變送器安裝、使用和調(diào)整

4.1 概述

由于工藝流程的需要尤桃，以及有時(shí)為了節(jié)約導(dǎo)壓管材料等經(jīng)濟(jì)上原因籽榕，差壓式液位變送器經(jīng)常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場(chǎng)。變送器和導(dǎo)壓管安裝的正確與否甘桑，直接影響其測(cè)量的精確程度拍皮。因此，掌握變送器和導(dǎo)壓管的正確安裝是非常重要的跑杭。變送器安裝時(shí)須注意：

1）防爆變送器铆帽，在安裝時(shí)必須符合防爆規(guī)定；

2）被測(cè)介質(zhì)不容許結(jié)冰德谅，否則將損傷傳感元件隔離膜片爹橱，導(dǎo)致變送器損壞；

3）應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和濕度變化小窄做，無沖擊和振動(dòng)的地方愧驱。

4.2 導(dǎo)壓管

4.2.1 安裝位置

變送器在工藝管道上的安裝位置，與被測(cè)介質(zhì)有關(guān)椭盏。為了獲得的安裝组砚，應(yīng)注意考慮下面的情況：

1．防止變送器與腐蝕性或過熱的被測(cè)介質(zhì)直接接觸；

2．要防止渣滓在導(dǎo)壓管內(nèi)沉積掏颊；

3．導(dǎo)壓管要盡可能短糟红；

4．兩邊導(dǎo)壓管內(nèi)的液柱壓頭應(yīng)保持平衡；

5．導(dǎo)壓管應(yīng)安裝在溫度梯度和濕度波動(dòng)小锌褒、無沖擊和振動(dòng)的地方流沦。

減少誤差的方法如下：

1）導(dǎo)壓管應(yīng)盡可能短些；

2）當(dāng)測(cè)量液體或蒸汽時(shí)，導(dǎo)壓管應(yīng)向上連接到流程工藝管道邢窜，其斜度應(yīng)不小于1/12；

3）對(duì)于氣體測(cè)量時(shí)铆韭，導(dǎo)壓管應(yīng)向下連接到流程工藝管道丘隙，其斜度應(yīng)不小于1/12；

4）液體導(dǎo)壓管道的布設(shè)要避免出現(xiàn)高點(diǎn)菜涯，氣體導(dǎo)壓管的布設(shè)要避免出現(xiàn)低點(diǎn)伶离；

5）兩導(dǎo)壓管應(yīng)保持相同的溫度；

6）為避免磨擦影響拣末，導(dǎo)壓管的口徑應(yīng)足夠大诺教；

7）充滿液體的導(dǎo)壓管中應(yīng)無氣體存在；

8）當(dāng)使用隔離液時(shí)饼瓮，兩邊導(dǎo)壓管的液位要相同碗帅。

五、單法蘭差壓式液位變送器液位測(cè)量

用來測(cè)量液位的差壓式液位變送器豹爹，實(shí)際上是測(cè)量液柱的靜壓頭裆悄。這個(gè)壓力由液位的高低和液體的密度所決定，其大小等于取壓口上方的液面高度乘以液體的密度和重力加速度臂聋，而與容器的體積（或形狀）無關(guān)光稼。

5.5.1 開口容器的液位測(cè)量

測(cè)量開口容器液位時(shí)，變送器裝在靠近容器的底部孩等，測(cè)量其上方液面高度對(duì)應(yīng)的壓力（圖5—1）艾君。

圖5—1 開口容器液位測(cè)量

容器液位的壓力連接變送器的高壓側(cè)，而低壓側(cè)通大氣肄方。如果被測(cè)液位變化范圍的zui低液位冰垄，在變送器安裝處的上方，則變送器必須進(jìn)行正遷移扒秸。

舉例：

設(shè)X為被測(cè)的zui低和zui高液位之間的垂直距離播演，X=3175mm；

Y為變送器取壓口到zui低液位的垂直距離伴奥，Y=635mm写烤；

γ為液體的密度，γ=1g/cm3颂睛；

h為液柱X所產(chǎn)生的zui大壓頭培车，單位為kPa；

e為液柱Y所產(chǎn)生的壓頭车咕，單位為kPa割钧；

測(cè)量范圍從e至e+h，所以：

h=X·γ·g=3175×l×9.80665=31.14kPa

e=Y·γ·g =635×1×9.80665=6.23kPa

即變送器測(cè)量范圍為6.23kPa～37.37kPa

5.5.2 密閉容器的液位測(cè)量

單法蘭差壓式液位變送器在密閉容器中，液體上面容器的壓力影響容器底部被測(cè)的壓力衔侯。因此蝉嘲，容器底部的壓力等于液體產(chǎn)生的壓力再加上密閉容器的壓力。

為了測(cè)得真正的液位迈枪，應(yīng)從測(cè)得的容器底部壓力中減去容器的壓力痛的。為此，在容器的頂部開一個(gè)取壓口违酣，將它接到變送器的低壓側(cè)梆栏。這樣，容器中的壓力同時(shí)作用于變送器的高低壓側(cè)受啥，所得到的差壓正比于液面高度做个。

1）干導(dǎo)壓連接

如果液體上面的氣體不冷凝，變送器低壓側(cè)的連接管就保持干的滚局。這種情況稱為干導(dǎo)壓連接居暖。決定變送器測(cè)量范圍的方法與開口容器液位測(cè)量的方法相同（見圖5—1）。

2）濕導(dǎo)壓連接

如果液體上面的氣體出現(xiàn)冷凝核畴，變送器低壓側(cè)的導(dǎo)壓管里就會(huì)漸漸地積存液體膝但，引起測(cè)量誤差。為了消除這種誤差谤草，預(yù)先用某種液體罐充在變送器的低壓側(cè)導(dǎo)壓管中跟束，這種情況稱為濕導(dǎo)壓連接。

上述情況丑孩，使變送器的低壓側(cè)存在一個(gè)壓頭冀宴，所以必須進(jìn)行負(fù)遷移（見圖5—2）

圖5—2 密閉容器導(dǎo)壓連接測(cè)量

濕導(dǎo)壓管連接舉例：

設(shè)X為zui低和zui高液位之間的垂直距離，X=2540mm温学；

Y為變送器基準(zhǔn)線到zui低液位之間的距離略贮，Y=635mm；

Z為充液導(dǎo)壓管頂端到變送器基準(zhǔn)線之間的距離仗岖，Z=3800mm梯盹；

γ1為被測(cè)液體的密度，γ1 =1g／cm3欲堪；

γ2為低壓側(cè)導(dǎo)管填充液體的密度约绒，γ2 =1g／cm3；

h為液柱X所產(chǎn)生的zui大壓頭涯蜜，單位為kPa痛主；

e為液柱Y所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa烙锉；

s為填充液柱Z所產(chǎn)生的壓頭蚂芹，單位為kPa；

測(cè)量范圍從（e-s）至（h+e-s），則

h=X·γ1·g=2540×l×9.80665=24.91kPa

e=Y·γ1·g=635×1×9.80665=6.23kPa

s=Z·γ2·g=3800×1×9.80665=37.27kPa

所以：

e-s=6.23-37.27= -31.04kPa

h+e-s=24.91+6.23-37.27= -6.13kPa

因此變送器的測(cè)量范圍為：-31.04kPa～-6.13kPa

5.5.3 差壓式液位變送器用吹氣法測(cè)量液位

測(cè)量開口容器的液位榨厚，也可用“吹氣法”桐装。此時(shí)，變送器安裝在開口容器的上方（見圖7—9）蒂禽。

圖7—9 吹氣法測(cè)量液位

整個(gè)裝置由氣源箍秧、穩(wěn)壓閥、恒定流量計(jì)馁筐、變送器和插入容器下面的管子組成，因此通過管子的氣體流速是恒定的坠非，所以保持氣體恒定流動(dòng)的壓力（即送入變送器的壓力）就等于管口處液體所產(chǎn)生的壓力敏沉。

舉例：

設(shè)X為被測(cè)液體的zui低液位（吹氣口處）和zui高液位間的距離，X=2540mm炎码；

γ為液體的密度盟迟，γ=1g／cm3；

h為X所產(chǎn)生的zui高壓頭潦闲，單位為kPa攒菠。

測(cè)量范圍從0至h

h=X·γ·g=2540×1×9.80665=24.9lkPa

所以測(cè)量范圍為0～24.91kPa，即變送器的量程為24．9lkPa歉闰。

六辖众、上海自動(dòng)化儀表差壓式液位變送器的使用與安裝

6.1 液位變送器的安裝

液位變送器的安裝請(qǐng)參考前述章節(jié)。

6.2 遠(yuǎn)傳變送器的安裝

差壓式液位變送器安裝時(shí)和敬，應(yīng)考慮遠(yuǎn)傳法蘭和變送器兩者的應(yīng)用和安裝凹炸，以保證的性能。一般遵循下列原則：

a）毛細(xì)管長(zhǎng)度越短越好肚乓；

b）一個(gè)遠(yuǎn)傳法蘭的變送器安裝時(shí)應(yīng)使變送器低于法蘭及流程接頭或保持同一水平运诺，帶兩個(gè)遠(yuǎn)傳法蘭并安裝在不同高度的變送器，如測(cè)量一槽罐的液位案帆，應(yīng)安裝在兩法蘭／流程接頭之間的中點(diǎn)或中點(diǎn)以下幢垮。變送器與法蘭的安裝位置見圖33。

c）安裝遠(yuǎn)傳法蘭或毛細(xì)管應(yīng)避免陽光的直射或雨淋捎梢；

d）如帶兩個(gè)遠(yuǎn)傳法蘭應(yīng)盡量使兩者的毛細(xì)管長(zhǎng)度相等邓刻；

e）對(duì)變送器進(jìn)行季節(jié)性的再調(diào)零位。

6.3 儀表的使用

6.3.1 液位變送器

液位變送器在使用中要注意妖啸，對(duì)于一般粘性的介質(zhì)用平法蘭液位變送器卵手；對(duì)于粘性大、易沉淀和懸浮的介質(zhì)要用插入法蘭變送器高坚，且安裝時(shí)測(cè)量膜片必須深入容器內(nèi)壁內(nèi)部诫列，至少和容器內(nèi)壁相切。

1）不帶遷移的液位測(cè)量

差壓式液位變送器安裝在zui低液位的同一水平高度上。測(cè)量開口容器時(shí)剂东，儀表負(fù)壓室通大氣迂卢。測(cè)量密封容器時(shí)負(fù)壓室通容器上部，此時(shí)若負(fù)壓室保持干燥桐汤，則可不裝冷凝罐而克，若安裝冷凝罐應(yīng)定期將罐中的冷凝液排出；排液時(shí)應(yīng)將常開閥關(guān)閉怔毛，以免變送器承受單向壓力员萍，見圖34。

圖33 變送器與法蘭安裝位置圖

圖35 帶負(fù)遷移的液位測(cè)量

2）帶負(fù)遷移的液位測(cè)量

差壓式液位變送器安裝在流程接頭的上方則需要零位負(fù)遷移拣度，見圖35碎绎。

例：灌充惰性液的密度γ_f為1.9g／cm3 h=750mm被測(cè)介質(zhì)的密度γ_p為1.1g／cm3，而H=3000mm抗果，試問此變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值是多少?參見圖35筋帖。

解：已知：γ_f = 1.9g／cm3，γ_p = 1.1g／cm3冤馏，g=9.81m／s2

H=3.000m日麸， h=0.750m

求變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值?

答：負(fù)遷移值=h·γ_f·g=0.750×1.9×9.81=l3.98 kPa

量 程=H·γ_p·g=3.000×1.1×9.81=32.37 kPa

校 驗(yàn) 值=－負(fù)遷移值～（－負(fù)遷移值+量程）

=－13.98kPa～（－13.98＋32.37）kPa=－13.98kPa～18.39kPa

答：變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值為－13.98kPa～18.39kPa。

3）帶正遷移時(shí)的液位測(cè)量逮光，見圖36代箭。

儀表安裝位置在zui低液位以下時(shí)需帶正遷移，用正遷移可以提高測(cè)量靈敏度醇盏。

例：被測(cè)介質(zhì)密度r=1.1g／cm3 H=0.910m H腔族。=0.820m g=9.81m／s2

儀表的量程=H·r·g=0.910×1.1×9.81=9.82kPa

正遷移量=H。·r·g=0.820×1.1×9.81=8.849kPa

安裝前必須把變送器量程調(diào)整到8.849～18.669kPa

圖36 帶正遷移的液位測(cè)量

6.3.2 差壓式液位變送器

有些介質(zhì)用導(dǎo)管引出要結(jié)晶秘乍，雖有保溫措施羽折，仍未能阻止其結(jié)晶過程的進(jìn)行，對(duì)于這些不能用導(dǎo)壓管引出的介質(zhì)崖郎，可以用雙法蘭變送器來進(jìn)行測(cè)量巍樟，根據(jù)被測(cè)介質(zhì)結(jié)晶程度不同，可選雙平写雾，雙插捍幽，一平一插三種不同形式的變送器進(jìn)行測(cè)量。

1）差壓式液位變送器測(cè)量液位蓬抖，見圖37衩缘。

差壓式液位變送器測(cè)量液位在安裝時(shí)，負(fù)壓室應(yīng)安裝在上端肝浴，正壓室安裝在下端延都，儀表本體安裝在中間雷猪，這樣變送器就有一個(gè)負(fù)差壓，這個(gè)負(fù)差壓如數(shù)值不大晰房，可用調(diào)零的方法予以去除求摇。但有一定的數(shù)值時(shí)，則可用負(fù)遷移的方法來進(jìn)行消除殊者，應(yīng)該注意到負(fù)遷移量程的大小只與兩個(gè)法蘭之間的高度之差h及不變液位的高度H与境。的大小有關(guān)，而與變送器本體安裝位置的高低無關(guān)猖吴。

圖37 雙法蘭測(cè)量液位

例：已知 H=0.80m H摔刁。=0.25m h=1.30m

r=1.2g/cm3 r。=1.04g/cm3 g=9.81m/s2

求：儀表安裝前的校驗(yàn)值海蔽？

解：量程=r·H·g=0.80×1.2×9.81=9.4kPa

負(fù)遷移量=r簸搞。·h·g－r·H。·g=1.04×1.3×9.81－1.2×0.25×9.81=10.32kPa

答：安裝前應(yīng)將量程調(diào)整到－10.32kPa～－0.92kPa

2）雙法蘭變送器測(cè)量流量

對(duì)不能用導(dǎo)壓管引出的介質(zhì)可用雙法蘭差壓變送器進(jìn)行流量測(cè)量准潭。

A、測(cè)量水平管道時(shí)域仇，兩法蘭同在一水平面上完骑，不存在遷移的問題，見圖38

圖38 被測(cè)管道呈水平狀態(tài)

B础恰、測(cè)量垂直管道時(shí)（見圖39）正壓室法蘭安裝在下面谢佩，負(fù)壓室法蘭安裝在上面，不管變送器本體安裝在什么位置呻舆，變送器始終有r绷举。·H的液柱壓力，這個(gè)壓力必須用遷移的方法來進(jìn)行平衡芯拇，變送器應(yīng)有r嘉散。·H的正遷移量。