智能單法蘭式液位計(jì)在石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫(yī)藥、紡織等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)控制系統(tǒng)中，檢測(cè)液體差壓、表壓、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4～2mA DC輸出信號(hào)（智能型變送器可帶Hart協(xié)議通訊），與其他單元組合儀表或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)配合，組成檢測(cè)、記錄、控制等工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

一、主要特點(diǎn)

） 精度高；模擬型±.2% 智能型±.%

2） 穩(wěn)定性好；

） 二線制4～2mA；

4） 固體元件，接插式印制線路板；

5） 小型、重量輕、堅(jiān)固抗振；

6） 量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào)；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)5％，負(fù)遷移可達(dá)6%；智能型量程比為 ∶

8） 阻尼可調(diào)；

） ）無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，維修工作量少；

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

2）接觸介質(zhì)的膜片材料可選擇（6L、鉭、哈氏合金C、蒙乃爾合金等耐腐蝕材料）

）防護(hù)等級(jí)IP66，全天侯使用。

二、功能規(guī)范智

測(cè)量范圍：—25Pa～4MPa （詳見選型表）

輸出信號(hào)：4～2mA DC，智能型支持Hart協(xié)議通訊 （特殊訂貨可四線制22V AC供電～mA DC 輸出）

供電電源：普通型變送器2—45V DC，防爆型變送器24V DC

負(fù)載特性：與供電電源有關(guān)，在某一電源電壓時(shí)帶負(fù)載能力見圖—，負(fù)載阻抗RL與電源電壓Vs關(guān)系式為：RL≤5（Vs－2）

圖— 負(fù)載特性

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

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

量程和零位：外部連續(xù)可調(diào)，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5％，zui大負(fù)遷移量為6%；

智能變送器 量程比為∶

工作溫度：電子部件：－2～＋℃（普通型變送器）

－2～＋6℃（防爆型變送器）

測(cè)量部件：－4～＋4℃ （灌充硅油）

液晶顯示表：－2～＋7℃

環(huán)境濕度：～% RH。

貯藏溫度：－4～＋℃

過(guò)載壓力：不超過(guò)zui大靜壓壓力的.5倍（zui大靜壓壓力見選型表）

容積變化量：＜.6cm

阻尼時(shí)間：在.2～.67秒（智能型為.～6秒）內(nèi)連續(xù)可調(diào)，微、低差壓和法蘭變送器，阻尼時(shí)間稍大些；阻尼時(shí)間即階躍響應(yīng)。

啟動(dòng)時(shí)間：2秒，不需預(yù)熱。

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2Hz時(shí)，所引起的誤差為zui大范圍的.5%/g；

量程代碼，2（微差壓）為±.%/g

電源影響：小于輸出范圍的±.5%/V。

負(fù)載影響：電源穩(wěn)定時(shí)，無(wú)負(fù)載影響。

安裝位置影響：當(dāng)工作膜片未垂直安裝時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生約.24 kPa的零位系統(tǒng)誤差，此誤差可通過(guò)調(diào)整零位來(lái)消除，對(duì)量程無(wú)影響。

外殼防護(hù)等級(jí)：IP66

四、單法蘭差壓式液位變送器安裝、使用和調(diào)整

4. 概述

由于工藝流程的需要，以及有時(shí)為了節(jié)約導(dǎo)壓管材料等經(jīng)濟(jì)上原因，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，直接影響其測(cè)量的精確程度。因此，掌握變送器和導(dǎo)壓管的正確安裝是非常重要的。變送器安裝時(shí)須注意：

）防爆變送器，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，否則將損傷傳感元件隔離膜片，導(dǎo)致變送器損壞；

）應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和濕度變化小，無(wú)沖擊和振動(dòng)的地方。

4.2 導(dǎo)壓管

4.2. 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)。為了獲得的安裝，應(yīng)注意考慮下面的情況：

．防止變送器與腐蝕性或過(guò)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；

．導(dǎo)壓管要盡可能短；

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、無(wú)沖擊和振動(dòng)的地方。

減少誤差的方法如下：

）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，其斜度應(yīng)不小于/2；

）對(duì)于氣體測(cè)量時(shí)，導(dǎo)壓管應(yīng)向下連接到流程工藝管道，其斜度應(yīng)不小于/2；

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

5）兩導(dǎo)壓管應(yīng)保持相同的溫度；

6）為避免磨擦影響，導(dǎo)壓管的口徑應(yīng)足夠大；

7）充滿液體的導(dǎo)壓管中應(yīng)無(wú)氣體存在；

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

五、單法蘭差壓式液位變送器液位測(cè)量

用來(lái)測(cè)量液位的差壓式液位變送器，實(shí)際上是測(cè)量液柱的靜壓頭。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，而與容器的體積（或形狀）無(wú)關(guān)。

5.5. 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，測(cè)量其上方液面高度對(duì)應(yīng)的壓力（圖5—）。

圖5— 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。如果被測(cè)液位變化范圍的zui低液位，在變送器安裝處的上方，則變送器必須進(jìn)行正遷移。

舉例：

設(shè)X為被測(cè)的zui低和zui高液位之間的垂直距離，X=75mm；

Y為變送器取壓口到zui低液位的垂直距離，Y=65mm；

γ為液體的密度，γ=g/cm；

h為液柱X所產(chǎn)生的zui大壓頭，單位為kPa；

e為液柱Y所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa；

測(cè)量范圍從e至e+h，所以：

h=X·γ·g=75×l×.8665=.4kPa

e=Y·γ·g =65××.8665=6.2kPa

即變送器測(cè)量范圍為6.2kPa～7.7kPa

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。因此，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，應(yīng)從測(cè)得的容器底部壓力中減去容器的壓力。為此，在容器的頂部開一個(gè)取壓口，將它接到變送器的低壓側(cè)。這樣，容器中的壓力同時(shí)作用于變送器的高低壓側(cè)，所得到的差壓正比于液面高度。

）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。這種情況稱為干導(dǎo)壓連接。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—）。

2）濕導(dǎo)壓連接

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

上述情況，使變送器的低壓側(cè)存在一個(gè)壓頭，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=254mm；

Y為變送器基準(zhǔn)線到zui低液位之間的距離，Y=65mm；

Z為充液導(dǎo)壓管頂端到變送器基準(zhǔn)線之間的距離，Z=8mm；

γ為被測(cè)液體的密度，γ =g／cm；

γ2為低壓側(cè)導(dǎo)管填充液體的密度，γ2 =g／cm；

h為液柱X所產(chǎn)生的zui大壓頭，單位為kPa；

e為液柱Y所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa；

s為填充液柱Z所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa；

測(cè)量范圍從（e-s）至（h+e-s），則

h=X·γ·g=254×l×.8665=24.kPa

e=Y·γ·g=65××.8665=6.2kPa

s=Z·γ2·g=8××.8665=7.27kPa

所以：

e-s=6.2-7.27= -.4kPa

h+e-s=24.+6.2-7.27= -6.kPa

因此變送器的測(cè)量范圍為：-.4kPa～-6.kPa

5.5. 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，也可用“吹氣法”。此時(shí)，變送器安裝在開口容器的上方（見圖7—）。

圖7— 吹氣法測(cè)量液位

整個(gè)裝置由氣源、穩(wěn)壓閥、恒定流量計(jì)、變送器和插入容器下面的管子組成，因此通過(guò)管子的氣體流速是恒定的，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。

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=254mm；

γ為液體的密度，γ=g／cm；

h為X所產(chǎn)生的zui高壓頭，單位為kPa。

測(cè)量范圍從至h

h=X·γ·g=254××.8665=24.lkPa

所以測(cè)量范圍為～24.kPa，即變送器的量程為24．lkPa。

六、上海自動(dòng)化儀表差壓式液位變送器的使用與安裝

6. 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)，應(yīng)考慮遠(yuǎn)傳法蘭和變送器兩者的應(yīng)用和安裝，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；

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，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，應(yīng)安裝在兩法蘭／流程接頭之間的中點(diǎn)或中點(diǎn)以下。變送器與法蘭的安裝位置見圖。

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

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；

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

6. 儀表的使用

6.. 液位變送器

液位變送器在使用中要注意，對(duì)于一般粘性的介質(zhì)用平法蘭液位變送器；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，且安裝時(shí)測(cè)量膜片必須深入容器內(nèi)壁內(nèi)部，至少和容器內(nèi)壁相切。

）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)，儀表負(fù)壓室通大氣。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，則可不裝冷凝罐，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，以免變送器承受單向壓力，見圖4。

圖 變送器與法蘭安裝位置圖

圖5 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，見圖5。

例：灌充惰性液的密度γ_f為.g／cm h=75mm被測(cè)介質(zhì)的密度γ_p為.g／cm，而H=mm，試問此變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值是多少?參見圖5。

解：已知：γ_f = .g／cm，γ_p = .g／cm，g=.8m／s2

H=.m， h=.75m

求變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值?

答：負(fù)遷移值=h·γ_f·g=.75×.×.8=l.8 kPa

量 程=H·γ_p·g=.×.×.8=2.7 kPa

校 驗(yàn) 值=－負(fù)遷移值～（－負(fù)遷移值+量程）

=－.8kPa～（－.8＋2.7）kPa=－.8kPa～8.kPa

答：變送器測(cè)量范圍的校驗(yàn)值為－.8kPa～8.kPa。

）帶正遷移時(shí)的液位測(cè)量，見圖6。

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。

例：被測(cè)介質(zhì)密度r=.g／cm H=.m H。=.82m g=.8m／s2

儀表的量程=H·r·g=.×.×.8=.82kPa

正遷移量=H。·r·g=.82×.×.8=8.84kPa

安裝前必須把變送器量程調(diào)整到8.84～8.66kPa

圖6 帶正遷移的液位測(cè)量

6..2 差壓式液位變送器

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

）差壓式液位變送器測(cè)量液位，見圖7。

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，正壓室安裝在下端，儀表本體安裝在中間，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，可用調(diào)零的方法予以去除。但有一定的數(shù)值時(shí)，則可用負(fù)遷移的方法來(lái)進(jìn)行消除，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。的大小有關(guān)，而與變送器本體安裝位置的高低無(wú)關(guān)。

圖7 雙法蘭測(cè)量液位

例：已知 H=.8m H。=.25m h=.m

r=.2g/cm r。=.4g/cm g=.8m/s2

求：儀表安裝前的校驗(yàn)值？

解：量程=r·H·g=.8×.2×.8=.4kPa

負(fù)遷移量=r。·h·g－r·H。·g=.4×.×.8－.2×.25×.8=.2kPa

答：安裝前應(yīng)將量程調(diào)整到－.2kPa～－.2kPa

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。

A、測(cè)量水平管道時(shí)，兩法蘭同在一水平面上，不存在遷移的問題，見圖8

圖8 被測(cè)管道呈水平狀態(tài)

B、測(cè)量垂直管道時(shí)（見圖）正壓室法蘭安裝在下面，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，變送器始終有r。·H的液柱壓力，這個(gè)壓力必須用遷移的方法來(lái)進(jìn)行平衡，變送器應(yīng)有r。·H的正遷移量。