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1. 差壓變送器的工作原理
差壓變送器通常用于測量密閉容器內(nèi)的液位，利用液體自身重力產(chǎn)生的壓力差來測量容器內(nèi)液體的液位。其高壓側(cè)測量管由于蒸汽凝結(jié)，始終處于充滿水狀態(tài)，保持壓力恒定，而低壓側(cè)測量管與容器組成聯(lián)通器，其壓力隨容器內(nèi)液位的變化成線性變化。
設(shè)△P為變送器接收到的差壓信號，P0為容器內(nèi)部壓力，P+為變送器正壓側(cè)壓力，P-為變送器負(fù)壓側(cè)壓力；ρ為容器內(nèi)液體的密度；g為重力加速度；h1為工藝零點(diǎn)到容器上部取壓口的高度；h2為容器工藝液位；h為變送器到工藝液位零點(diǎn)的高度。則有： P+=P0+ρgh1+pgh；P-=P0+ρgh2+pgh；△P=P+-P-=pgh1-pgh2當(dāng)液面由h2=0變化為h2=h1時(shí)，差壓變送器所測得的差壓由*大值變?yōu)?amp;Delta;P=0，通過設(shè)置變送器，輸出電流由4mA變?yōu)?0m。
2.差壓變送器的安裝要求
要想做到測量液位的準(zhǔn)確，不僅要對差壓變送器進(jìn)行正確校驗(yàn)和選擇，而且整個(gè)系統(tǒng)的安裝符合要求也須要注意。有時(shí)變送器的示值并不能反映出被測介質(zhì)的實(shí)際參數(shù)，是因?yàn)闇y量系統(tǒng)本身存在一定的誤差。系統(tǒng)安裝要求包括：變送器的安裝位置、連接導(dǎo)管的合理鋪設(shè)和取壓口的開口位置等。
2.1取壓口應(yīng)處于流體流動(dòng)平穩(wěn)和無渦流的區(qū)域，在工藝上應(yīng)能保證測得所要選取的工藝參數(shù)。比如用差壓變送器測量鍋爐汽包水位時(shí)，汽包實(shí)際水位在汽包軸向和徑向上的分布是不同的，一般在軸向，中間水位高，兩側(cè)水位低；沿徑向，下降管較密的一側(cè)較高。某發(fā)電廠汽輪機(jī)凝汽器液位變送器由于測量點(diǎn)取點(diǎn)位置接近凝結(jié)泵入口，在凝結(jié)泵運(yùn)行時(shí)造成取點(diǎn)位置處水面的下陷，從而導(dǎo)致變送器示值明顯偏低，后將測量筒的位置移至距凝結(jié)泵入口較遠(yuǎn)處，凝汽器水位變送器與就地實(shí)際水位指示一致，保證了凝汽器安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
2.2測量液位時(shí)，差壓變送器測量的差壓值相對較小，一般在幾個(gè)kPa到100kPa之間，因此整個(gè)測量系統(tǒng)對測量準(zhǔn)確度有很大影響。如圖1所示，在安裝導(dǎo)壓管時(shí)，導(dǎo)壓管的水平段應(yīng)有一定的斜度，而且傾斜度盡可能大一點(diǎn)，避免在導(dǎo)壓管內(nèi)部積存液體，致使測量不準(zhǔn)，在變送器量程很小的情況下，會造成變送器輸出的波動(dòng)。
3. 變送器零位的設(shè)置
差壓變送器測量液位時(shí)，零位的設(shè)置是非常重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)變送器的高壓（H）側(cè)、低壓（L）側(cè)與就地測量筒的高壓側(cè)、低壓側(cè)連接一致時(shí)，高壓側(cè)導(dǎo)壓管始終處于充滿水狀態(tài)，變送器高壓端測得壓力為P+kPa，變送器的低壓側(cè)與低壓側(cè)導(dǎo)壓管相連，測得壓力為P-kPa，則變送器測得實(shí)際差壓為（P+-P-）kPa。容器液位**時(shí)，差壓值*大，對應(yīng)于變送器內(nèi)部設(shè)置LRV，也就是變送器的零位，此時(shí)變送器輸出電流4mA，容器液位**時(shí)，差壓值為0，對應(yīng)于變送器內(nèi)部設(shè)置URV，也就是變送器的滿度，此時(shí)變送器輸出電流20mA。
當(dāng)變送器的高壓（H）側(cè)、低壓（L）側(cè)與就地測量筒的高壓側(cè)、低壓側(cè)連接相反時(shí)，需要對變送器內(nèi)部設(shè)置進(jìn)行修改：即將變送器的LRV設(shè)置為（P--P+）kPa（這個(gè)差值為負(fù)數(shù)），也就是說，無論變送器與導(dǎo)壓管怎樣連接，變送器的滿度對應(yīng)于測量容器的滿水位，差壓始終為0，即變送器的滿度URV為0kPa，輸出電流20mA。當(dāng)變送器的高壓側(cè)與導(dǎo)壓管高壓側(cè)相連時(shí)，變送器零位LRV設(shè)置為*大差壓值，當(dāng)變送器的高壓側(cè)與導(dǎo)壓管低壓側(cè)相連時(shí)，變送器零位LRV設(shè)置為*大差壓值的負(fù)數(shù)。
4. 變送器零位的遷移
在差壓變送器測量液位時(shí)，如果容器的取壓點(diǎn)與差壓變送器的正壓室和負(fù)壓室處在同一水平面上，那么變壓器就不需要遷移。出于便于維護(hù)和對設(shè)備安裝位置等方面的考慮，變送器在實(shí)際應(yīng)用中不一定都和取壓點(diǎn)處在同一水平面上；又比如說被測物質(zhì)的介質(zhì)是重粘度或強(qiáng)腐蝕性的液體，介質(zhì)不能直接被引入變送器，須要安裝隔離液罐，通過隔離液進(jìn)行壓力信號傳遞，以防止差壓變送器被腐蝕。這時(shí)就要考慮隔離液的液柱和介質(zhì)對變送器測量值的影響。**液位與變送器的安裝位置往往不在同一水平面上，為了液位的高度能夠得到正確的指示，須對差壓變送器做一些技術(shù)處理，即遷移。遷移分為正遷移、負(fù)遷移和無遷移。變送器的“遷移”，是將變送器在量程不變的情況下，將測量范圍移動(dòng)。通常將測量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以下的，稱為負(fù)遷移；將測量起點(diǎn)移到參考點(diǎn)“0”以上的，稱為正遷移。以一臺30kPa量程的差壓變送器為例，無遷移量時(shí)測量范圍為0～30kPa，正遷移100%時(shí)測量范圍為30～60kPa，負(fù)遷移100%時(shí)測量范圍為-30～0kPa，負(fù)遷移50%時(shí)測量范圍為 -15～+15kPa。
實(shí)際操作時(shí)先確定差壓變送器的量程，校準(zhǔn)后使用遷移螺釘將測量起始點(diǎn)或滿程輸出調(diào)整到相應(yīng)位置或用手操器將遷移量直接輸入。例如：需測量-30～0kPa的差壓，則量程為30kPa，校驗(yàn)變送器時(shí)，負(fù)壓室加壓30kPa，調(diào)整差壓變送器零點(diǎn)旋鈕，使其輸出為4mA；之后，負(fù)壓室不加壓，調(diào)整差壓變送器量程旋鈕，直至輸出為20mA，如果用手操器的話，將變送器的LRV設(shè)置為-30kPa，URV設(shè)置為0kPa。
差壓變送器的測量范圍等于遷移量和量程之和，即遷移量+量程范圍=測量范圍。因此，正、負(fù)遷移實(shí)質(zhì)上是指改變差壓變送器量程的上限值和下限值，而不改變量程的大小。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)差壓變送器的基本原理，即測量液位正、負(fù)遷移，則可根據(jù)儀表的周圍環(huán)境、生產(chǎn)裝置的工藝情況和使用條件等，改進(jìn)液位的測量方法。
5.結(jié)語
現(xiàn)在常用的變送器主要有HOLLYWELL和ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的電容式變送器，其測量精度高、調(diào)試簡單，變送器本身出現(xiàn)故障的可能小，當(dāng)工作一個(gè)時(shí)期后，如果出現(xiàn)指示偏差較大，甚至不能正常指示的問題，原因主要有高、低壓側(cè)導(dǎo)壓管或三閥組堵塞或泄漏，遷移量改變，零位漂移，隔離液流失等，或者變送器在負(fù)壓環(huán)境中工作，變送器測量回路密封不好，外界氣體進(jìn)入測量管路。當(dāng)差壓變送器輸出顯示值出現(xiàn)偏大或偏小時(shí)，可將導(dǎo)壓管從三閥組件處斷開，讓負(fù)壓側(cè)通大氣，用手壓泵將差壓信號送至變送器的正壓側(cè)，觀察變送器的輸出是否正確，即輸出電流在4～20mA，誤差不超過0.8mA，如果變送器輸出正確，則可判斷是導(dǎo)壓管路出現(xiàn)了堵塞或是泄漏。

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