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高精度投入式液位變送器在帶壓容器中應(yīng)用案例分析
發(fā)表時(shí)間:2017-01-17 ??點(diǎn)擊次數(shù):1135? 技術(shù)支持:1560-1403-222
本文概述:
投入式液位傳感器(又名投入式液位計(jì)、液位變送器))是一種通于所測(cè)液體靜壓與該液體的高度成比例的原理,來(lái)間接測(cè)量液位的壓力傳感器,結(jié)構(gòu)為采用隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器,將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償和線性修正,轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)4-20mA等類型的電信號(hào)。目前被**應(yīng)用于城市供排水、污水處理、地下水、水庫(kù)、河道、海洋等水位監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。也適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量。其安裝方式非常方便,可以將液位變送器的傳感器部分可直接投入到液體中,變送器部分可用法蘭或支架固定,安裝使用簡(jiǎn)單易行。
投入式液位變送器比浮球式、干簧管式、浮球磁致伸縮式、雷達(dá)式、超聲波式的明顯優(yōu)勢(shì)。但目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品都是表壓,不能測(cè)帶壓容器的液位。生產(chǎn)實(shí)際需要,本文設(shè)計(jì)出了能測(cè)量帶壓容器的投入式液位變送器,并且?guī)в幸欢ǖ臏囟茸匝a(bǔ)償功能,解決了生產(chǎn)中的測(cè)量難題。
差壓變送器和差壓雙遠(yuǎn)傳雙法蘭變送器可以測(cè)量帶壓罐內(nèi)的液位。比如:火力發(fā)電廠的汽包液位測(cè)量。使用中,差壓變送器低壓端安裝在與汽包相連補(bǔ)償式平衡容器底部,高壓端安裝在與汽包相連的平衡容器的與汽包正常水位平齊的位置。如圖1所示。
但是對(duì)于只有一個(gè)上邊的取壓口的密閉容器或者是半地下罐,用現(xiàn)有的差壓變送器就不行。用浮球式液位計(jì),對(duì)于高壓和粘稠介質(zhì),也不行,球會(huì)被壓壞或粘住不動(dòng);用雷達(dá)和超聲波液位計(jì),有盲區(qū),造價(jià)又高。
我們?cè)O(shè)想用差壓原理,將差壓高壓端(H端)做出充油的毛細(xì)管和受壓膜盒,毛細(xì)管加膜盒長(zhǎng)度為從帶壓容器上的連接器到容器底部;差壓變送器低壓端(L端)也做一個(gè)膜盒,膜片直徑同高壓端的膜盒。這個(gè)膜盒置于上端的容器內(nèi),連接器下,也可以置于連接上邊的封閉腔室內(nèi),封閉腔室與連接器(法蘭)上有差壓傳感器低壓端引壓孔,與被測(cè)容器相連。用以自動(dòng)減去容器內(nèi)壓力。為了使差壓變送器高低端由于真空下充灌硅油等導(dǎo)壓介質(zhì)對(duì)差壓造成的誤差盡可以少,將低壓端的毛細(xì)管做成與高壓端等長(zhǎng),毛細(xì)管下端封閉。這樣,雙向毛細(xì)管所產(chǎn)生的壓力幾乎相等,產(chǎn)生差壓幾乎為零。這樣設(shè)計(jì)還有另外一個(gè)重要功能,就是,無(wú)論充填什么樣的導(dǎo)壓介質(zhì),都要產(chǎn)生膨脹與收縮,只要有溫度變化,這種變化就有,由于雙向等長(zhǎng)等容,兩個(gè)膜盒幾乎處于同一溫場(chǎng),這種溫度變化產(chǎn)生的影響可以自動(dòng)抵消,由充填導(dǎo)壓介質(zhì)產(chǎn)生的誤差很小。
由于所用差壓變送器原理,所投入帶壓容器內(nèi)的是不帶電能量的毛細(xì)管膜盒,無(wú)附加防爆危險(xiǎn)。
技術(shù)指標(biāo):如DPS8H-AN帶壓容器液位變送器。精度優(yōu)可達(dá):±0.1%F.S;溫度飄移:±0.2%F.S/50℃;適應(yīng)溫區(qū):-40℃~200℃。
對(duì)比試驗(yàn):DPS8H-AN液位變送器(0~20kPa,0~2m)與DPST-LT單法蘭單遠(yuǎn)傳差壓變送器(0~20kPa)相比較。
實(shí)踐中,除了選用有自動(dòng)平衡壓與溫度補(bǔ)償外,膜盒內(nèi)的容積也“斤斤計(jì)較”。在高真空下,對(duì)導(dǎo)壓液體介質(zhì)進(jìn)行除汽、脫水工藝處理,保證導(dǎo)壓介質(zhì)的物理性質(zhì);充油時(shí),對(duì)充入每個(gè)膜盒和毛細(xì)管中充油量進(jìn)行計(jì)量。保證充入每端的油量一致。這就保證了設(shè)計(jì)思想的執(zhí)行。
除了上述充油質(zhì)量的保證外,在膜盒結(jié)構(gòu)上也給予了保證。采用了仿形膜片膜盒,保證了膜片波紋形狀與膜盒基底上的波紋很好地匹配,利于人為計(jì)量控制充油量,對(duì)充油量的可控十分重要。更有利于使用過(guò)程中耐沖擊和維護(hù)清理刷洗,膜片可刷洗很重要。如:液位變送器所測(cè)介質(zhì)是低溫介質(zhì),根據(jù)所充導(dǎo)壓介質(zhì)的體積膨脹系數(shù),計(jì)算出充足的導(dǎo)壓介質(zhì)容量,以防止在低溫下,由于導(dǎo)壓介質(zhì)收縮,將膜片“抽壓”到膜盒基底上,不能正常感壓,以及給傳感器帶來(lái)人為負(fù)壓。高溫使用的液位變送器,在常溫下就要少充導(dǎo)壓介質(zhì),留出膨脹余地。
結(jié)構(gòu)的密封保證。在現(xiàn)有的投入式液位計(jì)的結(jié)構(gòu)上,普遍采用橡膠環(huán)、墊等來(lái)密封傳感器到殼體上;電纜也采用橡膠密封辦法固定。這是不十分可靠的方法。我們大部分采用氬弧焊,關(guān)鍵結(jié)構(gòu)處采用電子束焊。這樣有效地防止含有鉬元素的不銹鋼,在較長(zhǎng)時(shí)間熔焊時(shí),鉬元素的析出,影響焊口的耐腐蝕性能。同時(shí)也減少了焊接應(yīng)力。對(duì)于產(chǎn)品的使用壽命十分有益。我們?cè)O(shè)計(jì)的可測(cè)量帶壓容器投入式液位變送器實(shí)現(xiàn)了全部不銹鋼結(jié)構(gòu),全焊接。因此也很順利獲得了防爆證。
結(jié)論,我們所設(shè)計(jì)的帶壓容器投入式液位變送器,供電24V.DC,輸出4mA.DC~20mA.DC,二線制,精度±0.1%F.S,溫度飄移:±0.2%F.S/60℃;穩(wěn)定性:±0.2%F.S/年;耐靜壓值:≤32MPa;適應(yīng)溫區(qū):-40℃~200℃;投入部直徑小Ф40mm;也可以是帶有HART及其它總線的數(shù)字產(chǎn)品。無(wú)論從哪方面來(lái)說(shuō),都是一種適用的技術(shù)產(chǎn)品。
這種產(chǎn)品及設(shè)計(jì)思想,很容易做出投入式密度計(jì)產(chǎn)品,如圖2所示。
上一條:淺析采油廠流量計(jì)在選型時(shí)需要考慮的五個(gè)方面因素
下一條:靜壓式投入式液位變送器在水庫(kù)水位測(cè)量中的應(yīng)用案例簡(jiǎn)介
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