化工儀表第四節(jié) 液位測量課件

液位測量儀表的分類及原理玻璃式液位計：根據(jù)流體的連通器原理來測量液位。差壓式液位計：靜力學(xué)原理，液面高度與容器底部壓力成正比。

浮力式液位計：浮在液面上的浮標(biāo)隨液面變化而升降。電容式液位計：由液體的容器形成的電容，其值隨液位的高低的變化而變化。電極式液位計：根據(jù)導(dǎo)電性液面達到某個電極位置發(fā)出信號的原理。輻射式液位計：液體吸收放射性物質(zhì)后射線能量與液位高低有一定關(guān)系。超聲波式液位計：利用聲波在介質(zhì)中傳播的某些聲學(xué)特性進行測量。化工儀表第四節(jié)液位測量液位計工作原理動畫演示化工儀表第四節(jié)液位測量常用液位檢測儀表——差壓式液位計差壓傳感器測量液位原理圖

設(shè)被測介質(zhì)的密度為ρ，容器頂部為氣相介質(zhì)，氣相壓力為PA，P1是取壓口的壓力，根據(jù)靜力學(xué)原理可得因此，差壓變送器正負(fù)壓室的壓力差為液位測量問題就轉(zhuǎn)化為差壓測量問題了。但是，當(dāng)液位零面與檢測儀表的取壓口不在同一水平高度時，會產(chǎn)生附加的靜壓誤差。就需要進行量程遷移和零點遷移。(1)取壓點與液位零面在同一水平面化工儀表第四節(jié)液位測量液位測量的正遷移如圖所示，當(dāng)差壓變送器的取壓口低于容器底部的時候，差壓變送器上測得的差壓為為了使液位的滿量程和起始值仍能與差壓變送器的輸出上限和下限相對應(yīng)，就必須克服固定差壓ρgh0的影響，采用零點遷移就可實現(xiàn)。(2)取壓口低于容器底部因為：所以：化工儀表第四節(jié)液位測量

在無遷移情況下，實際測量范圍是0～（h0ρg+hmaxρg），原因是這種安裝方法時ΔP多出一項h0ρg。當(dāng)h=0時，ΔP=h0ρg，因此P0＞20KPa。為了遷移掉h0ρg，即在h=0時仍然使P0=20KPa，可以調(diào)整儀表的遷移彈簧張力。由于h0ρg作用在正壓室上，稱之為正遷移量。遷移彈簧張力抵消了h0ρg在正壓室內(nèi)產(chǎn)生的力，達到正遷移的目的。

由于ρgh0〉0，所以稱為正遷移。

化工儀表第四節(jié)液位測量液位測量的負(fù)遷移當(dāng)被測介質(zhì)有腐蝕性時，差壓變送器的正、負(fù)壓室之間就需要裝隔離罐，如果隔離液的密度為ρ1(ρ1>ρ)，則(3)介質(zhì)有腐蝕性時因為：所以：化工儀表第四節(jié)液位測量對比無遷移情況，ΔP多了一項壓力-（h1-h0）ρ1g，它作用在負(fù)壓室上，稱之為負(fù)遷移量。當(dāng)h=0時，ΔP=-(h1-h0)ρ1g，因此P0<20KPa。為了遷移掉-(h1-h0)ρ1g的影響，可以調(diào)整負(fù)遷移彈簧的張力來進行負(fù)遷移以抵消掉-(h1-h0)ρ1g在負(fù)壓室內(nèi)產(chǎn)生的力，以達到負(fù)遷移的目的。

將上式變?yōu)椋河捎谒苑Q為負(fù)遷移?；x表第四節(jié)液位測量法蘭式差壓變送器測量液位示意圖1—法蘭式測量頭；2—毛細管；3—變送器

單法蘭式

雙法蘭式

法蘭式差壓變送器按其結(jié)構(gòu)形式

為了解決測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及黏度大、易凝固等液體液位時引壓管線被腐蝕、被堵塞的問題，應(yīng)使用在導(dǎo)壓管入口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器，如下圖所示。用法蘭式差壓變送器測量液位化工儀表第四節(jié)液位測量零點遷移同時改變量程的下限和上限而量程保持不變。1．無遷移：化工儀表第四節(jié)液位測量差壓變送器測量液位時的零點遷移問題（重點）安裝位置條件不同存在著儀表零點遷移問題特征：差壓變送器的正壓室取壓口正好與容器的最低液位（Hmin=0）處于同一水平位置。作用于變送器正、負(fù)壓室的差壓ΔP與液位高度H的關(guān)系為ΔP=Hρg。當(dāng)H=0時，正負(fù)壓室的差ΔP=0，變送器輸出信號為4mA

當(dāng)H=Hmax時，ΔPmax=ρgHmax，變送器的輸出信號為20mA。無遷移化工儀表第四節(jié)液位測量2．負(fù)遷移形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測壓差。正壓室：負(fù)壓室：差壓：P1化工儀表第四節(jié)液位測量差壓變送器的正、負(fù)壓室的壓力分別為

正、負(fù)壓室的壓差為:當(dāng)被測液位H=0時，ΔP=-（h2-h1）ρ2g<0，使變送器在H=0時輸出電流小于4mA；H=Hmax時，輸出電流小于20mA無遷移:ΔP=Hρg負(fù)遷移

化工儀表第四節(jié)液位測量eg：已知判斷是哪種遷移并求出遷移量？化工儀表第四節(jié)液位測量當(dāng)H=0時，∴是負(fù)遷移，負(fù)遷移量為37.24kPa。正壓室：負(fù)壓室：差壓：解：化工儀表第四節(jié)液位測量正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

化工儀表第四節(jié)液位測量變送器的安裝位置與容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置

正、負(fù)壓室的壓力分別為：正、負(fù)壓室的壓差為：

當(dāng)被測液位H=0時，ΔP=h1ρg>0，從而使變送器在H=0時輸出電流大于4mA；H=Hmax時，輸出電流大于20mA。正遷移

化工儀表第四節(jié)液位測量液位測量遷移彈簧的作用

改變變送器的零點。遷移和調(diào)零

都是使變送器輸出的起始值與被測量起始點相對應(yīng)，只不過零點調(diào)整量通常較小，而零點遷移量則比較大。遷移

同時改變了測量范圍的上、下限，相當(dāng)于測量范圍的平移，它不改變量程的大小。化工儀表第四節(jié)液位測量靜壓原理檢測物位(a)負(fù)遷移（b）無遷移

（c）正遷移P出/KPa10020-20000化工儀表第四節(jié)液位測量零點遷移總結(jié)（1）零點遷移的定義

當(dāng)H=0時，把差壓變送器輸出的零點（20KPa、4mA或0mA）所對應(yīng)的輸入差壓由零點遷移到某一不為零的數(shù)值。（2）零點遷移的類型

a、無遷移：△P=Hρg型，即H=0時，△P=0，零點為0。

b、負(fù)遷移：△P=Hρg﹣x（x>0）型。即H=0時，△P<0，零點小于0。

c、正遷移：△P=Hρg+x（x>0）型。即H=0時，△P>0，零點大于0。（3）出現(xiàn)正負(fù)遷移的原因

由于安裝位置不同；以及有時在容器與變送器之間加裝隔離罐等原因造成的。

化工儀表第四節(jié)液位測量（4）零點遷移的目的

為使儀表的輸出能正確反映出液位的數(shù)值，亦即使液位的零值與滿量程能與變送器的輸出上、下值相對應(yīng)。（5）零點遷移的方法

一般是在儀表上加一彈簧裝置，以抵消固定差壓的作用，該彈簧稱為遷移彈簧。（6）零點遷移的實質(zhì)

只改變變