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關(guān)于差壓液位變送器零點(diǎn)校驗(yàn)及遷移問題的分析與說明
閱讀次數(shù)：753 發(fā)布時(shí)間：2019/10/30 8:40:42
關(guān)于差壓液位變送器零點(diǎn)校驗(yàn)及遷移問題的分析與說明
前言：差壓變送器在實(shí)際的使用過程中會(huì)受到諸多方面的影響，從而導(dǎo)致儀表測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。在液位測(cè)量的過程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)問題就是差壓液位變送器的零點(diǎn)校驗(yàn)。為了最大程度保障差壓變送器的測(cè)量能夠精確，會(huì)對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移技術(shù)處理。本文以差壓變送器為主要的探討對(duì)象，對(duì)相關(guān)的零點(diǎn)校驗(yàn)問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。
一、差壓式液位計(jì)測(cè)量原理
當(dāng)容器內(nèi)的液位進(jìn)行一定程度的變化之后，液柱生成的靜壓也會(huì)隨之進(jìn)行一定的改變，根據(jù)此原理，差壓式液位計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的工作。差壓式液位計(jì)的兩端分別連接液相和氣相，以流體力學(xué)的相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)，可以知道，Pb=Pa+рgH。在這個(gè)公式當(dāng)中，Pa 表示的是氣相壓力，Pb 表示的是液相壓力，р 是介質(zhì)密度，g 是重力加速度，H表示的是高度。從以上的公式當(dāng)中，就可以非常容易的看出來，氣相壓力和液相壓力兩者的差值就等于рgH 的數(shù)值。在一般的情況下，介質(zhì)密度都是已經(jīng)知道的，重力加速度也是不變的，也就是說，差壓與液位高度成正相關(guān)。在對(duì)液位高度進(jìn)行計(jì)算的過程當(dāng)中，就可以通過測(cè)量差壓進(jìn)行計(jì)算。在使用差壓液位變送器的過程當(dāng)中，如果被測(cè)量的儀器是開口的，那么氣相壓力就是大氣壓，相關(guān)的工作人員就可以對(duì)液位進(jìn)行直接的測(cè)量。但是如果容器受壓，那么對(duì)于差壓計(jì)來說，需要把負(fù)壓室和氣相這兩者連接在一起，通過差壓，來計(jì)算出液位的具體高度。
二、零點(diǎn)遷移
（一）零點(diǎn)遷移概念
零點(diǎn)遷移的基本量包涵諸多方面的內(nèi)容，比如量程、測(cè)量精度等等。在實(shí)際測(cè)量的過程當(dāng)中，是以測(cè)量起點(diǎn)為基本和依據(jù)。其本質(zhì)是為了從一定程度上保障變送器的基本量可以充分的發(fā)揮作用，從而進(jìn)行的數(shù)值變化保護(hù)措施。零點(diǎn)調(diào)整，從某些角度來說，和零點(diǎn)遷移有
非常多相似的地方。二者工作的結(jié)果，都是可以從一定程度上促進(jìn)測(cè)量和輸入信號(hào)的下限制有一定的一致性。但是二者也有一些不同之處，比如Pmin 有一定的差異性。當(dāng)Pmin 等于0 的時(shí)候，是零點(diǎn)調(diào)整。不等于0 時(shí)，就是零點(diǎn)遷移。遷移分為三種情況。分別是未遷移、正遷移、負(fù)遷移。
圖1 差壓變送器零點(diǎn)遷移輸入- 輸出特性
�。ǘ┳兯推髁泓c(diǎn)遷移特性
圖1 所描述的就是，在整個(gè)零點(diǎn)遷移的過程當(dāng)中，差壓變壓器的輸入輸出特性。根據(jù)圖中所描述的狀況可以知道，在經(jīng)過零點(diǎn)遷移之后，差壓液位變送器的斜率與之前是一致的，沒有發(fā)生任何的改變。但是輸入輸出特性在距離方面發(fā)生了一定程度的平移，但是從整體的方面來看，改變不是十分的明顯，即對(duì)于變壓器的量程來說，是不進(jìn)行變化的。如果在運(yùn)用零點(diǎn)遷移的前提下，相關(guān)的工作人員進(jìn)行一些量程壓縮操作，那么就可以從一定程度上提高差壓變送器的敏感程度，測(cè)量精度也會(huì)相應(yīng)得到提升。
三、零點(diǎn)遷移分類
�。ㄒ唬o遷移
在對(duì)變送器的正壓室和負(fù)壓室進(jìn)行安裝的過程中，要把它們和容器的取壓點(diǎn)放置在相同水平面上，如圖2 所示。假設(shè)A 點(diǎn)所受到的壓力是P，B 點(diǎn)是P+。那么兩者的差值就是P+ 減去P-，在數(shù)值上等于рgH。如果被測(cè)量的容器正好是敞口容器，那么A 點(diǎn)受到的壓力P- 就是大氣壓力，P+ 就等于рgH。因此，如果對(duì)于正壓室來說，和取壓點(diǎn)是相連接在一起的，并且差壓變送器的負(fù)壓室和大氣相通，那么只需要測(cè)量B 點(diǎn)的壓力，就可以得到液面高度。當(dāng)液面高度變化時(shí)，從h=0 變化到h=hmax 的時(shí)候，兩者的差壓也就會(huì)從零變化到рghmax。輸出也會(huì)增加，從之前的4mA 變成20mA。
�。ǘ┱w移
在實(shí)際測(cè)量的過程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變送器的安裝位置和測(cè)量液位高度不一致的情況，這是一種十分普遍的現(xiàn)象。如下圖所示，表示的就是一種遷移方式。
通過觀察發(fā)現(xiàn)，此容器是一個(gè)非常典型的敞口容器，h 就是差壓液位變送器和所要測(cè)量的液位高度兩者的高度差，就可以得出ΔP=рgH+рgh，這是一個(gè)關(guān)于壓力差ΔP 的方程式。如果要想從一定程度上提高輸出壓力，使輸出壓力超過4mA，可以從以下兩個(gè)條件進(jìn)行考慮，第一，除了在正壓室存有一定的靜壓力之外，在正壓式之外也要存在。第二，假設(shè)H=0。如果H 為最大值，那么就可以運(yùn)用ΔP=рgH+рgh 這個(gè)式子，這個(gè)時(shí)候的輸送壓力超過了極限值。就正好說明，рgh 生成的靜壓力是不需要的，需要對(duì)其進(jìn)行消除，這就是正遷移。
（三）負(fù)遷移
圖4 表示的是負(fù)遷移的原理圖，對(duì)于變送器的取壓室來說，在使用的過程當(dāng)中，不管是液體還是氣體進(jìn)入到取壓室當(dāng)中，都會(huì)對(duì)測(cè)量管線造成一定的損害，在比較嚴(yán)重的情況下，還會(huì)使測(cè)量管線被腐蝕。因此，必須要采取一些科學(xué)合理的方法和措施避免密閉容器內(nèi)的液體和氣體隨意的流竄，可以采用隔離罐，將其放置到正負(fù)壓室和取壓點(diǎn)中間，并且向其中放置一定量的隔離液，此隔離液的密度為р。
假設(shè)H 為0 的時(shí)候和假設(shè)H 為最大值的時(shí)候，所獲得的壓力差ΔP 的數(shù)值是不相同的，這也從一定程度上說明了，當(dāng)H 等于0 的時(shí)候，4mA 就是極限值。但是H 取最大值的時(shí)候，隔離液的密度與預(yù)想值有非常大的差異。在位于最高位置的時(shí)候，對(duì)于正負(fù)壓室的壓力來說，負(fù)壓室要大于正壓室，從而導(dǎo)致輸出壓力值與事先的計(jì)算值不相符，就會(huì)從一定程度上導(dǎo)致液位和輸出壓力兩者間的不平衡。通過一系列的分析得知，如果想要保持液面和儀表兩者之間的關(guān)系，最切實(shí)有效的方法就是消除負(fù)壓室引壓管線的靜壓力。在這個(gè)過程當(dāng)中，就必須要使用到負(fù)遷移技術(shù)去進(jìn)行相關(guān)的處理工作，遷移量可以為ρ1gh。
四、差壓變送器零點(diǎn)遷移故障分析
�。ㄒ唬┱w移故障
差壓液位變送器在使用的過程當(dāng)中，如果處于正遷移狀態(tài)，并對(duì)其的測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行研究和分析的時(shí)候，可能會(huì)碰到兩種問題。第一，差壓液位變送器輸出不正確。按照一般的操作程序來說，首先應(yīng)該把正負(fù)壓測(cè)量室關(guān)掉，然后再把平衡閥打開，并且進(jìn)行放空儀表堵頭處理，儀表的輸出值應(yīng)該小于4mA，如果大于，那么就表明運(yùn)行裝置有一定的問題，可能是有堵塞問題。故障率比較高的就是三閥組的引線，正壓室引線也經(jīng)常發(fā)生故障。第二，遷移量顯示異常，或者是零位顯示異常�？梢韵劝讶狐c(diǎn)和放空開關(guān)進(jìn)行關(guān)閉，等待一段時(shí)間后，再重新進(jìn)行開啟。在正常的狀況下，儀表輸出值應(yīng)該為4mA，如果大于，那么零位或遷移量也會(huì)從一定程度上升高。除此之外，如果隔離液發(fā)生了外漏現(xiàn)象，或隔離液沒有被裝滿，都會(huì)使隔離液進(jìn)入到正負(fù)壓室當(dāng)中。
�。ǘ┴�(fù)遷移故障
相關(guān)的工作人員對(duì)負(fù)遷移狀態(tài)差壓變送器的準(zhǔn)確度進(jìn)行研究和分析的過程當(dāng)中，通常需要經(jīng)過兩個(gè)步驟。首先，相關(guān)的工作人員要把正負(fù)壓測(cè)量室關(guān)掉，之后需要打開平衡閥，并且要對(duì)儀表堵頭進(jìn)行充分的放空，在這部分操作結(jié)束之后，儀表顯示值應(yīng)該是20mA。接下來這部分操作和對(duì)正偏移故障檢查時(shí)的操作是相同的，關(guān)閉取壓點(diǎn)和放空開關(guān)，之后再打開，儀表應(yīng)該顯示4mA。如果在這兩次操作過程中，儀表輸出值都和實(shí)際有較大的差異，那么有可能出現(xiàn)的問題是，隔離液發(fā)生了滲漏現(xiàn)象、零位錯(cuò)誤、遷移量有一定的改變等。
五、結(jié)束語
如果想最大限度的保障生產(chǎn)裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就必須要對(duì)液位進(jìn)行嚴(yán)格的控制。同時(shí)，必須要掌握差壓式液位計(jì)測(cè)量原理以及零點(diǎn)遷移的相關(guān)問題，才可以對(duì)其進(jìn)行靈活的運(yùn)用，對(duì)差壓液位變送器發(fā)生的問題進(jìn)行較好的解決。
前言：差壓變送器在實(shí)際的使用過程中會(huì)受到諸多方面的影響，從而導(dǎo)致儀表測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。在液位測(cè)量的過程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)問題就是差壓液位變送器的零點(diǎn)校驗(yàn)。為了最大程度保障差壓變送器的測(cè)量能夠精確，會(huì)對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移技術(shù)處理。本文以差壓變送器為主要的探討對(duì)象，對(duì)相關(guān)的零點(diǎn)校驗(yàn)問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。
一、差壓式液位計(jì)測(cè)量原理
當(dāng)容器內(nèi)的液位進(jìn)行一定程度的變化之后，液柱生成的靜壓也會(huì)隨之進(jìn)行一定的改變，根據(jù)此原理，差壓式液位計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的工作。差壓式液位計(jì)的兩端分別連接液相和氣相，以流體力學(xué)的相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)，可以知道，Pb=Pa+рgH。在這個(gè)公式當(dāng)中，Pa 表示的是氣相壓力，Pb 表示的是液相壓力，р 是介質(zhì)密度，g 是重力加速度，H表示的是高度。從以上的公式當(dāng)中，就可以非常容易的看出來，氣相壓力和液相壓力兩者的差值就等于рgH 的數(shù)值。在一般的情況下，介質(zhì)密度都是已經(jīng)知道的，重力加速度也是不變的，也就是說，差壓與液位高度成正相關(guān)。在對(duì)液位高度進(jìn)行計(jì)算的過程當(dāng)中，就可以通過測(cè)量差壓進(jìn)行計(jì)算。在使用差壓液位變送器的過程當(dāng)中，如果被測(cè)量的儀器是開口的，那么氣相壓力就是大氣壓，相關(guān)的工作人員就可以對(duì)液位進(jìn)行直接的測(cè)量。但是如果容器受壓，那么對(duì)于差壓計(jì)來說，需要把負(fù)壓室和氣相這兩者連接在一起，通過差壓，來計(jì)算出液位的具體高度。
二、零點(diǎn)遷移
（一）零點(diǎn)遷移概念
零點(diǎn)遷移的基本量包涵諸多方面的內(nèi)容，比如量程、測(cè)量精度等等。在實(shí)際測(cè)量的過程當(dāng)中，是以測(cè)量起點(diǎn)為基本和依據(jù)。其本質(zhì)是為了從一定程度上保障變送器的基本量可以充分的發(fā)揮作用，從而進(jìn)行的數(shù)值變化保護(hù)措施。零點(diǎn)調(diào)整，從某些角度來說，和零點(diǎn)遷移有
非常多相似的地方。二者工作的結(jié)果，都是可以從一定程度上促進(jìn)測(cè)量和輸入信號(hào)的下限制有一定的一致性。但是二者也有一些不同之處，比如Pmin 有一定的差異性。當(dāng)Pmin 等于0 的時(shí)候，是零點(diǎn)調(diào)整。不等于0 時(shí)，就是零點(diǎn)遷移。遷移分為三種情況。分別是未遷移、正遷移、負(fù)遷移。
圖1 差壓變送器零點(diǎn)遷移輸入- 輸出特性
�。ǘ┳兯推髁泓c(diǎn)遷移特性
圖1 所描述的就是，在整個(gè)零點(diǎn)遷移的過程當(dāng)中，差壓變壓器的輸入輸出特性。根據(jù)圖中所描述的狀況可以知道，在經(jīng)過零點(diǎn)遷移之后，差壓液位變送器的斜率與之前是一致的，沒有發(fā)生任何的改變。但是輸入輸出特性在距離方面發(fā)生了一定程度的平移，但是從整體的方面來看，改變不是十分的明顯，即對(duì)于變壓器的量程來說，是不進(jìn)行變化的。如果在運(yùn)用零點(diǎn)遷移的前提下，相關(guān)的工作人員進(jìn)行一些量程壓縮操作，那么就可以從一定程度上提高差壓變送器的敏感程度，測(cè)量精度也會(huì)相應(yīng)得到提升。
三、零點(diǎn)遷移分類
�。ㄒ唬o遷移
在對(duì)變送器的正壓室和負(fù)壓室進(jìn)行安裝的過程中，要把它們和容器的取壓點(diǎn)放置在相同水平面上，如圖2 所示。假設(shè)A 點(diǎn)所受到的壓力是P，B 點(diǎn)是P+。那么兩者的差值就是P+ 減去P-，在數(shù)值上等于рgH。如果被測(cè)量的容器正好是敞口容器，那么A 點(diǎn)受到的壓力P- 就是大氣壓力，P+ 就等于рgH。因此，如果對(duì)于正壓室來說，和取壓點(diǎn)是相連接在一起的，并且差壓變送器的負(fù)壓室和大氣相通，那么只需要測(cè)量B 點(diǎn)的壓力，就可以得到液面高度。當(dāng)液面高度變化時(shí)，從h=0 變化到h=hmax 的時(shí)候，兩者的差壓也就會(huì)從零變化到рghmax。輸出也會(huì)增加，從之前的4mA 變成20mA。
�。ǘ┱w移
在實(shí)際測(cè)量的過程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變送器的安裝位置和測(cè)量液位高度不一致的情況，這是一種十分普遍的現(xiàn)象。如下圖所示，表示的就是一種遷移方式。
通過觀察發(fā)現(xiàn)，此容器是一個(gè)非常典型的敞口容器，h 就是差壓液位變送器和所要測(cè)量的液位高度兩者的高度差，就可以得出ΔP=рgH+рgh，這是一個(gè)關(guān)于壓力差ΔP 的方程式。如果要想從一定程度上提高輸出壓力，使輸出壓力超過4mA，可以從以下兩個(gè)條件進(jìn)行考慮，第一，除了在正壓室存有一定的靜壓力之外，在正壓式之外也要存在。第二，假設(shè)H=0。如果H 為最大值，那么就可以運(yùn)用ΔP=рgH+рgh 這個(gè)式子，這個(gè)時(shí)候的輸送壓力超過了極限值。就正好說明，рgh 生成的靜壓力是不需要的，需要對(duì)其進(jìn)行消除，這就是正遷移。
（三）負(fù)遷移
圖4 表示的是負(fù)遷移的原理圖，對(duì)于變送器的取壓室來說，在使用的過程當(dāng)中，不管是液體還是氣體進(jìn)入到取壓室當(dāng)中，都會(huì)對(duì)測(cè)量管線造成一定的損害，在比較嚴(yán)重的情況下，還會(huì)使測(cè)量管線被腐蝕。因此，必須要采取一些科學(xué)合理的方法和措施避免密閉容器內(nèi)的液體和氣體隨意的流竄，可以采用隔離罐，將其放置到正負(fù)壓室和取壓點(diǎn)中間，并且向其中放置一定量的隔離液，此隔離液的密度為р。
假設(shè)H 為0 的時(shí)候和假設(shè)H 為最大值的時(shí)候，所獲得的壓力差ΔP 的數(shù)值是不相同的，這也從一定程度上說明了，當(dāng)H 等于0 的時(shí)候，4mA 就是極限值。但是H 取最大值的時(shí)候，隔離液的密度與預(yù)想值有非常大的差異。在位于最高位置的時(shí)候，對(duì)于正負(fù)壓室的壓力來說，負(fù)壓室要大于正壓室，從而導(dǎo)致輸出壓力值與事先的計(jì)算值不相符，就會(huì)從一定程度上導(dǎo)致液位和輸出壓力兩者間的不平衡。通過一系列的分析得知，如果想要保持液面和儀表兩者之間的關(guān)系，最切實(shí)有效的方法就是消除負(fù)壓室引壓管線的靜壓力。在這個(gè)過程當(dāng)中，就必須要使用到負(fù)遷移技術(shù)去進(jìn)行相關(guān)的處理工作，遷移量可以為ρ1gh。
四、差壓變送器零點(diǎn)遷移故障分析
�。ㄒ唬┱w移故障
差壓液位變送器在使用的過程當(dāng)中，如果處于正遷移狀態(tài)，并對(duì)其的測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行研究和分析的時(shí)候，可能會(huì)碰到兩種問題。第一，差壓液位變送器輸出不正確。按照一般的操作程序來說，首先應(yīng)該把正負(fù)壓測(cè)量室關(guān)掉，然后再把平衡閥打開，并且進(jìn)行放空儀表堵頭處理，儀表的輸出值應(yīng)該小于4mA，如果大于，那么就表明運(yùn)行裝置有一定的問題，可能是有堵塞問題。故障率比較高的就是三閥組的引線，正壓室引線也經(jīng)常發(fā)生故障。第二，遷移量顯示異常，或者是零位顯示異常�？梢韵劝讶狐c(diǎn)和放空開關(guān)進(jìn)行關(guān)閉，等待一段時(shí)間后，再重新進(jìn)行開啟。在正常的狀況下，儀表輸出值應(yīng)該為4mA，如果大于，那么零位或遷移量也會(huì)從一定程度上升高。除此之外，如果隔離液發(fā)生了外漏現(xiàn)象，或隔離液沒有被裝滿，都會(huì)使隔離液進(jìn)入到正負(fù)壓室當(dāng)中。
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相關(guān)的工作人員對(duì)負(fù)遷移狀態(tài)差壓變送器的準(zhǔn)確度進(jìn)行研究和分析的過程當(dāng)中，通常需要經(jīng)過兩個(gè)步驟。首先，相關(guān)的工作人員要把正負(fù)壓測(cè)量室關(guān)掉，之后需要打開平衡閥，并且要對(duì)儀表堵頭進(jìn)行充分的放空，在這部分操作結(jié)束之后，儀表顯示值應(yīng)該是20mA。接下來這部分操作和對(duì)正偏移故障檢查時(shí)的操作是相同的，關(guān)閉取壓點(diǎn)和放空開關(guān)，之后再打開，儀表應(yīng)該顯示4mA。如果在這兩次操作過程中，儀表輸出值都和實(shí)際有較大的差異，那么有可能出現(xiàn)的問題是，隔離液發(fā)生了滲漏現(xiàn)象、零位錯(cuò)誤、遷移量有一定的改變等。
五、結(jié)束語
如果想最大限度的保障生產(chǎn)裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就必須要對(duì)液位進(jìn)行嚴(yán)格的控制。同時(shí)，必須要掌握差壓式液位計(jì)測(cè)量原理以及零點(diǎn)遷移的相關(guān)問題，才可以對(duì)其進(jìn)行靈活的運(yùn)用，對(duì)差壓液位變送器發(fā)生的問題進(jìn)行較好的解決。
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