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压力液位变送器的液位监控问题实例分析
作者: 来源: 发布时间:2020-03-16

 

压力液位变送器问题 :

装有某些过程液体的容器需要对其液位进行监控。该容器中的液位范围为0至20英尺,处理液的比重为1.0(如水)。有人决定将压力变送器安装在容器底部,以从静水压力推断液位,如下所示:

20200316095503.jpg

后来,向该容器中添加了一个顶部,以防止雨水进入。但是,不幸的是,该处理液往往会散发蒸气,该蒸气将被封闭的容器截留并在其中产生压力。在容器顶部增加了一个小排气孔,以允许蒸气逸出,但这是一个小排气孔,不足以确保始终不存在蒸气压力的累积:

20200316095511.jpg

该容器内部偶尔会产生蒸气压,会导致液位测量出现什么问题?如何纠正这个问题,以便始终准确测量液位?

答:

变送器会感应到任何蒸气压,并解释为液位升高!

此问题的两种解决方案:

  1. 使用两个变送器(一个在容器顶部,一个在容器底部)并电子减去其输出信号。
  2. 将一个∆P变送器的“低”侧连接到容器顶部,以自然补偿蒸气压。

由于变送器从容器底部感测到的压力值推断液位,因此容器内任何积聚的蒸汽压力都将被错误地解释为附加液位,因为变送器会感测到静水压力加上滞留在内部的任何蒸汽压的总和血管。

 

例如,如果处理液位为10英尺(量程的50%),则液柱产生的静水压力将为120英寸WC,假设比重为1.0,则等于水。但是,如果容器中的蒸气压等于15英寸WC,则该压力将与液头产生的120英寸WC压力相加,从而形成变送器感应到的135英寸WC的总压力。

 

结果,变送器会“认为”它正在检测的是11.25英尺(135英寸高)的液位,而不是10英尺(120英寸高)的真实液位。本质上,容器中的任何蒸汽压力都会导致变送器指示“零”偏移。

在许多应用中,容器内部的气体压力远远超过容器内部液体柱所产生的流体静压力,因此该问题在液位测量中可能是非常严重的问题。为了在许多工业应用中成功地测量液位,我们需要充分理解问题的性质以及如何解决它。

 

解决这一难题的方法是测量容器顶部和底部之间的压力差。为此,我们可以使用两个压力变送器,一个在顶部,一个在底部,然后通过从底部变送器的测量值中减去顶部变送器的测量值来检测静水压力。可以使用计算机/微控制器对信号进行数学减法:

另一种更优雅的方法是,将差压变送器与管道连接到容器的两端。该解决方案通过将变送器的传感元件直接暴露于两个施加压力之差来机械地执行减法运算:

20200316095558.jpg

因为差压变送器解决方案只需要一个传感仪器而不是两个,并且由于我们只处理单个仪器的误差而不是两个仪器的复合误差(如果包括减法单元,则是三个误差),因此精度更高。 ,差分或“ d / p”解决方案是使用更广泛的解决方案。

 

在这种特殊的液位测量应用中,压差仪器将具有与连接到开放式容器的“正常”压力变送器完全相同的校准点(上下范围值)。

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