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壓力液位變送器的液位監控問題實例分析
作者: 來源: 發布時間:2020-03-16

 

壓力液位變送器問题 :

裝有某些過程液體的容器需要對其液位進行監控。該容器中的液位範圍爲0至20英尺,處理液的比重爲1.0(如水)。有人決定將壓力變送器安裝在容器底部,以從靜水壓力推斷液位,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壓力。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壓力的累积:

20200316095511.jpg

該容器內部偶爾會産生蒸氣壓,會導致液位測量出現什麽問題?如何糾正這個問題,以便始終准確測量液位?

答:

變送器會感應到任何蒸氣壓,並解釋爲液位升高!

此问题的两种解決方案:

  1. 使用兩個變送器(一個在容器頂部,一個在容器底部)並電子減去其輸出信號。
  2. 將一個?P變送器的“低”側連接到容器頂部,以自然補償蒸氣壓。

由于變送器从容器底部感测到的壓力值推斷液位,因此容器内任何积聚的蒸汽壓力都将被错误地解释为附加液位,因爲變送器会感测到靜水壓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%),则液柱产生的靜水壓力将为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,则该壓力将与液头产生的120英寸WC壓力相加,从而形成變送器感应到的135英寸WC的总壓力。

 

結果,變送器會“認爲”它正在檢測的是11.25英尺(135英寸高)的液位,而不是10英尺(120英寸高)的真實液位。本质上,容器中的任何蒸汽壓力都会导致變送器指示“零”偏移。

在许多应用中,容器内部的气体壓力远远超过容器内部液体柱所产生的流体静壓力,因此该问题在液位测量中可能是非常严重的问题。爲了在許多工業應用中成功地測量液位,我們需要充分理解問題的性質以及如何解決它。

 

解决这一难题的方法是测量容器顶部和底部之间的壓力差。为此,我们可以使用两个壓力變送器,一个在顶部,一个在底部,然后通过从底部變送器的测量值中减去顶部變送器的测量值来检测靜水壓力。可以使用計算機/微控制器對信號進行數學減法:

另一種更優雅的方法是,將差压變送器與管道連接到容器的兩端。该解決方案通过将變送器的传感元件直接暴露于两个施加壓力之差来机械地执行减法运算:

20200316095558.jpg

因爲差压變送器解決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”解決方案是使用更广泛的解決方案。

 

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”壓力變送器完全相同的校准点(上下范围值)。

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