雙法蘭液位變送器是一種通過安裝在管道或容器上的遠(yuǎn)傳裝置來感受被測壓力，該壓力經(jīng)毛細(xì)管內(nèi)的灌充硅油（或其它的液體）傳遞至變送器的主體，然后由變送器主體內(nèi)的δ室和放大線路板，將壓力或差壓轉(zhuǎn)換4～20mA.DC信號(hào)輸出（參見結(jié)構(gòu)原理圖）。特別適用于測量液體、氣體或蒸汽壓力，并將其轉(zhuǎn)變成4～20mADC的電流信號(hào)輸出。

雙法蘭液位變送器的差壓變送器與智能放大板組合，可構(gòu)成智能遠(yuǎn)傳壓力、差壓變送器，與符合HART協(xié)議的手操器配合,可以相互通訊，進(jìn)行設(shè)定和監(jiān)控。

為了適應(yīng)不同的安裝需求，本系列變送器具有多種形式的遠(yuǎn)傳裝置供用戶選擇，變送器的主體結(jié)構(gòu)與差壓相同。

 

差壓變送器

 

雙法蘭差壓變送器結(jié)構(gòu)原理圖

 

一、雙法蘭差壓變送器原理說明

      法蘭變送器是在普通的變送器基礎(chǔ)上增加了一個(gè)遠(yuǎn)程密封裝置構(gòu)成的．所以也叫遠(yuǎn)傳式變送器或隔膜密封式變送 遠(yuǎn)程密封裝置由法蘭膜盒、毛細(xì)管和細(xì)管內(nèi)的填充液三部分組成 工作時(shí)．被測介質(zhì)作用在法蘭膜盒的隔離膜片上．使膜片產(chǎn)生變形然后通過毛細(xì)管內(nèi)的填充液．將壓力傳到變送器的敏感元件，經(jīng)轉(zhuǎn)換．儀表便輸出相應(yīng)的信號(hào)。以下情況需要用到法蘭變送器：過程溫度超出變送器的正常工作范圍，而且不能用導(dǎo)壓管把溫度調(diào)節(jié)至上限范圍內(nèi)：過程具有腐蝕性．需要頻繁更換變送器或使用特殊結(jié)構(gòu)材料：過程中含有懸浮固體顆�；蛘呔哂姓硿裕赡軙�(huì)堵塞導(dǎo)壓管：要求使用衛(wèi)生連接件：要求能夠輕松清洗連接件位置，以避免批次間的污染：參考液柱不穩(wěn)定．需要更換濕／干柱以減少維護(hù)工作．或需要重新灌充／排干：需要測量密度或界面：變送器或?qū)汗苤械倪^程介質(zhì)可能凍結(jié)或凝固雙法蘭差壓變送器測量液位的原理和普通差壓變送器測量液位的原理是一樣的．所不同的是引壓方式 容器中的液體或物料受重力的作用．會(huì)對(duì)容器底部或側(cè)壁產(chǎn)生一定的靜壓力P 當(dāng)液體或物料的密度均勻時(shí)．此靜壓力與液體的高度 成正比．使用變送器測出容器底部的靜壓力．就可知道液位高度。

 

二、安裝與調(diào)試步驟

      雙法蘭液位變送器的正確規(guī)范安裝以及與安裝方式對(duì)應(yīng)量程、上限、下限的計(jì)算和設(shè)置決定了液位測量的正確性和準(zhǔn)確性 根據(jù)雙法蘭變送器的特點(diǎn)．對(duì)變送器位于兩個(gè)法蘭中間、下部法蘭下方和上部法蘭上方等3種安裝以及安裝方式對(duì)應(yīng)的參數(shù)計(jì)算和設(shè)置方法進(jìn)行比較分析。

2．1變送器安裝在兩個(gè)法蘭中問

差壓變送器安裝高度在兩個(gè)法蘭中間．變送器的

正壓測接下部法蘭．負(fù)壓側(cè)接上部法蘭．這種安裝方式符合工作人員的習(xí)慣及常識(shí)．如圖1所示。

差壓變送器原理圖

h為高加內(nèi)的上部法蘭和下部法蘭之間的距離：

h 為變送器負(fù)壓側(cè)和高加上部法蘭之間的高度；h 為變送器正壓側(cè)和高加下部法蘭之間的高度；Pn為設(shè)計(jì)工況下高加內(nèi)的壓力；p水為設(shè)計(jì)工況下高加內(nèi)水的密度；P 為毛細(xì)管內(nèi)所充介質(zhì)的密度。在高加內(nèi)水的高度為日時(shí)．其變送器正壓測所受的壓力為：= P0+p水gH-p~gh2

變送器負(fù)壓側(cè)所受的壓力為：

P_=Po+p~gh2

所以．變送器正負(fù)壓側(cè)的差壓：

AP=P+-P_ 水gH-p~gh2-p#gh2=p,gH-p水

當(dāng)液面低H=O時(shí)，△Pl=_p介gh；當(dāng)液面高H=h

時(shí)，△ =_p水 介g^。

所以變送器要做負(fù)遷移。遷移量：

A=-p~gh

所以變送器需要校驗(yàn)的量程為：

L=AP2-API=p．gh

利用手操器將變送器的零點(diǎn)設(shè)置為_p介 ，滿點(diǎn)設(shè)置為p．gh-p#gh，其對(duì)應(yīng)輸出為4-20mADC。

2．2變送器安裝在兩個(gè)法蘭下方

變送器位于下部法蘭下面．和圖1一樣使用常用的高壓側(cè)接下面、負(fù)壓側(cè)接上面的引壓方式，變送器的布置和常規(guī)電廠高加液位測量以及常見密閉容器測量液位一樣．如圖2所示 這種安裝方式一般需要把變送器布置于容器所在平臺(tái)的下一層變送器正壓側(cè)所受的壓力為：

P+=Po+p~gH+p介g^2

變送器負(fù)壓側(cè)所受的壓力為：

P+=Po+pegh2

所以，變送器正負(fù)壓側(cè)的差壓：

AP=P+一P_=p,gH-p~gh2-p#gh2=p．gH-pagh

當(dāng)液面低H=0時(shí)，△P1=_p介gh；當(dāng)液面高H=h時(shí)，AP2=-p．gh-p~gh。

所以變送器要做負(fù)遷移．遷移量：

A=-p~gh

所以變送器需要校驗(yàn)的量程為：

L=AP2一△Pl 水gh

利用手操器將變送器的零點(diǎn)設(shè)置為 介 ，滿點(diǎn)

設(shè)置為： -p介 ，其對(duì)應(yīng)輸出為4～20mADC。

 

2．3變送器安裝在兩法蘭上方

變送器位于上部法蘭上面．引壓方式和上述兩種方法一致，如圖3所示，但這種布置方式很少用到。

 

變送器正壓側(cè)所受的壓力為：

P+=Po+p．gH-p~gh2

變送器負(fù)壓側(cè)所受的壓力為：

= +p介g 2

所以。變送器正負(fù)壓側(cè)的差壓：

AP=P+一P_=p．gH-p~gh2-pcrgh2=p*gH-pcrgh

當(dāng)液面低H=0時(shí)。AP~=-p#gh：當(dāng)液面高H=h

時(shí)，△P 水g 介 。

所以變送器要做負(fù)遷移，遷移量：

A=-p~gh

所以變送器需要校驗(yàn)的量程為：

L=AP2一△P1 gh

利用手操器對(duì)變送器的零點(diǎn)設(shè)置為_p ，滿點(diǎn)設(shè)置為： gh 介 ，其對(duì)應(yīng)輸出為4～20mADC。

2．4調(diào)試安裝

通過上面3種安裝方式的計(jì)算．可以看出．雙法蘭差壓變送器在高加液位測量中．無論變送器安裝在取壓口的任何位置．其遷移量和量程都是不變的 其安裝位置對(duì)變送器的量程以及遷移量是沒有影響的在對(duì)變送器相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)．毛細(xì)管填充液的密度P 是已知的，通過設(shè)計(jì)文件或者現(xiàn)場**測量可以獲得兩個(gè)法蘭的安裝距離h．這樣可以方便計(jì)算出

液位變送器的量程 和遷移量A 然后用HART手操器對(duì)變送器的零點(diǎn)和滿點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置雙法蘭差壓變送器的校驗(yàn)和普通差壓變送器類似．

但需要考慮毛細(xì)管內(nèi)的液位變化帶來的壓力變化 所以需將變送器的兩個(gè)法蘭置于同一水平面上．用法蘭連接頭連接變送器毛細(xì)管法蘭和壓力校驗(yàn)儀．壓力平穩(wěn)升至大量程．并保持5min．確認(rèn)毛細(xì)管無泄漏．然后用5點(diǎn)法在△Pf到△ 范圍內(nèi)進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)過程中，膜片朝下放置可能會(huì)損傷膜片表壓．應(yīng)做好保護(hù)變送器校驗(yàn)合格后．安裝前應(yīng)檢查法蘭與毛細(xì)管、毛細(xì)管與變送器的連接部分及毛細(xì)管本身是否有液體泄漏：法蘭膜片有無變形、損傷、腐蝕。安裝時(shí)，為減小環(huán)境溫差的影響．可將高、低壓側(cè)的毛細(xì)管束在一起．并將毛細(xì)管束綁扎以免振動(dòng)等的影響，超長部分的毛細(xì)管應(yīng)卷在一起固定：彎曲毛細(xì)管時(shí)，彎曲半徑不應(yīng)小于150mm，以免管截面變小，影響壓力傳送，降低靈敏度：安裝過程中，避免扭曲、擠壓毛細(xì)管。-=l'q核電采用*先種安裝方式．為了運(yùn)行巡檢及維護(hù)方便．各個(gè)高加的3個(gè)液位變送器統(tǒng)一安裝在一個(gè)儀表架內(nèi) 儀表架布置在和高加同一平臺(tái)且周圍環(huán)境溫度

相對(duì)穩(wěn)定的地方．這樣可以減小或者消除因周圍環(huán)境溫度變化導(dǎo)致毛細(xì)管填充液膨脹收縮引起的附加誤差。

 

三、和普通差壓液位變送器的比較

(1)省去了平衡容器和儀表管，減少維護(hù)工作。

由于變送器毛細(xì)管內(nèi)充滿介質(zhì)．所以省去了平衡容器、參比液柱和儀表管．減少了設(shè)備投入以及這些設(shè)備的日常維護(hù)工作．同時(shí)也消除了因平衡容器內(nèi)液位變動(dòng)，儀表管堵、漏和有不凝性氣體引起的附加誤差

(2)省去了閥組．減少了閥組的投人以及日常維護(hù)工作。

(3)因法蘭膜盒離變送器本體遠(yuǎn)．而且毛細(xì)管內(nèi)充滿隔離介質(zhì)．所以在合理選擇毛細(xì)管介質(zhì)的情況下．可以測量更高的溫度．不需要很長的儀表管對(duì)接液進(jìn)行冷卻。

(4)安裝方便．可以和高加布置在同一層平臺(tái)．不用考慮引壓點(diǎn)的位置．巡檢及維護(hù)方便。而普通差壓變送器測量液位需要通過很長的儀表管．引壓到更低一層的平臺(tái)．增加了投入及維護(hù)難度。

(5)測量精度和普通差壓變送器幾乎相同。

(6)因?yàn)殡p法蘭差壓變送器比普通變送器多了一個(gè)遠(yuǎn)傳密封裝置．所以儀表的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜．材質(zhì)要求高．價(jià)格也更貴。