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技術文章
關于差壓液位變送器零點校驗及遷移問題的分析與說明
閱讀次數：739 發布時間：2019/10/30 8:40:42
關于差壓液位變送器零點校驗及遷移問題的分析與說明
前言：差壓變送器在實際的使用過程中會受到諸多方面的影響，從而導致儀表測量不準確的問題。在液位測量的過程當中，經常會遇到的一個問題就是差壓液位變送器的零點校驗。為了最大程度保障差壓變送器的測量能夠精確，會對差壓變送器進行零點遷移技術處理。本文以差壓變送器為主要的探討對象，對相關的零點校驗問題進行了簡要的探討。
一、差壓式液位計測量原理
當容器內的液位進行一定程度的變化之后，液柱生成的靜壓也會隨之進行一定的改變，根據此原理，差壓式液位計進行相應的工作。差壓式液位計的兩端分別連接液相和氣相，以流體力學的相關知識為基礎，可以知道，Pb=Pa+рgH。在這個公式當中，Pa 表示的是氣相壓力，Pb 表示的是液相壓力，р 是介質密度，g 是重力加速度，H表示的是高度。從以上的公式當中，就可以非常容易的看出來，氣相壓力和液相壓力兩者的差值就等于рgH 的數值。在一般的情況下，介質密度都是已經知道的，重力加速度也是不變的，也就是說，差壓與液位高度成正相關。在對液位高度進行計算的過程當中，就可以通過測量差壓進行計算。在使用差壓液位變送器的過程當中，如果被測量的儀器是開口的，那么氣相壓力就是大氣壓，相關的工作人員就可以對液位進行直接的測量。但是如果容器受壓，那么對于差壓計來說，需要把負壓室和氣相這兩者連接在一起，通過差壓，來計算出液位的具體高度。
二、零點遷移
（一）零點遷移概念
零點遷移的基本量包涵諸多方面的內容，比如量程、測量精度等等。在實際測量的過程當中，是以測量起點為基本和依據。其本質是為了從一定程度上保障變送器的基本量可以充分的發揮作用，從而進行的數值變化保護措施。零點調整，從某些角度來說，和零點遷移有
非常多相似的地方。二者工作的結果，都是可以從一定程度上促進測量和輸入信號的下限制有一定的一致性。但是二者也有一些不同之處，比如Pmin 有一定的差異性。當Pmin 等于0 的時候，是零點調整。不等于0 時，就是零點遷移。遷移分為三種情況。分別是未遷移、正遷移、負遷移。
圖1 差壓變送器零點遷移輸入- 輸出特性
（二）變送器零點遷移特性
圖1 所描述的就是，在整個零點遷移的過程當中，差壓變壓器的輸入輸出特性。根據圖中所描述的狀況可以知道，在經過零點遷移之后，差壓液位變送器的斜率與之前是一致的，沒有發生任何的改變。但是輸入輸出特性在距離方面發生了一定程度的平移，但是從整體的方面來看，改變不是十分的明顯，即對于變壓器的量程來說，是不進行變化的。如果在運用零點遷移的前提下，相關的工作人員進行一些量程壓縮操作，那么就可以從一定程度上提高差壓變送器的敏感程度，測量精度也會相應得到提升。
三、零點遷移分類
（一）無遷移
在對變送器的正壓室和負壓室進行安裝的過程中，要把它們和容器的取壓點放置在相同水平面上，如圖2 所示。假設A 點所受到的壓力是P，B 點是P+。那么兩者的差值就是P+ 減去P-，在數值上等于рgH。如果被測量的容器正好是敞口容器，那么A 點受到的壓力P- 就是大氣壓力，P+ 就等于рgH。因此，如果對于正壓室來說，和取壓點是相連接在一起的，并且差壓變送器的負壓室和大氣相通，那么只需要測量B 點的壓力，就可以得到液面高度。當液面高度變化時，從h=0 變化到h=hmax 的時候，兩者的差壓也就會從零變化到рghmax。輸出也會增加，從之前的4mA 變成20mA。
（二）正遷移
在實際測量的過程當中，經常會出現變送器的安裝位置和測量液位高度不一致的情況，這是一種十分普遍的現象。如下圖所示，表示的就是一種遷移方式。
通過觀察發現，此容器是一個非常典型的敞口容器，h 就是差壓液位變送器和所要測量的液位高度兩者的高度差，就可以得出ΔP=рgH+рgh，這是一個關于壓力差ΔP 的方程式。如果要想從一定程度上提高輸出壓力，使輸出壓力超過4mA，可以從以下兩個條件進行考慮，第一，除了在正壓室存有一定的靜壓力之外，在正壓式之外也要存在。第二，假設H=0。如果H 為最大值，那么就可以運用ΔP=рgH+рgh 這個式子，這個時候的輸送壓力超過了極限值。就正好說明，рgh 生成的靜壓力是不需要的，需要對其進行消除，這就是正遷移。
（三）負遷移
圖4 表示的是負遷移的原理圖，對于變送器的取壓室來說，在使用的過程當中，不管是液體還是氣體進入到取壓室當中，都會對測量管線造成一定的損害，在比較嚴重的情況下，還會使測量管線被腐蝕。因此，必須要采取一些科學合理的方法和措施避免密閉容器內的液體和氣體隨意的流竄，可以采用隔離罐，將其放置到正負壓室和取壓點中間，并且向其中放置一定量的隔離液，此隔離液的密度為р。
假設H 為0 的時候和假設H 為最大值的時候，所獲得的壓力差ΔP 的數值是不相同的，這也從一定程度上說明了，當H 等于0 的時候，4mA 就是極限值。但是H 取最大值的時候，隔離液的密度與預想值有非常大的差異。在位于最高位置的時候，對于正負壓室的壓力來說，負壓室要大于正壓室，從而導致輸出壓力值與事先的計算值不相符，就會從一定程度上導致液位和輸出壓力兩者間的不平衡。通過一系列的分析得知，如果想要保持液面和儀表兩者之間的關系，最切實有效的方法就是消除負壓室引壓管線的靜壓力。在這個過程當中，就必須要使用到負遷移技術去進行相關的處理工作，遷移量可以為ρ1gh。
四、差壓變送器零點遷移故障分析
（一）正遷移故障
差壓液位變送器在使用的過程當中，如果處于正遷移狀態，并對其的測量準確度進行研究和分析的時候，可能會碰到兩種問題。第一，差壓液位變送器輸出不正確。按照一般的操作程序來說，首先應該把正負壓測量室關掉，然后再把平衡閥打開，并且進行放空儀表堵頭處理，儀表的輸出值應該小于4mA，如果大于，那么就表明運行裝置有一定的問題，可能是有堵塞問題。故障率比較高的就是三閥組的引線，正壓室引線也經常發生故障。第二，遷移量顯示異常，或者是零位顯示異常。可以先把取壓點和放空開關進行關閉，等待一段時間后，再重新進行開啟。在正常的狀況下，儀表輸出值應該為4mA，如果大于，那么零位或遷移量也會從一定程度上升高。除此之外，如果隔離液發生了外漏現象，或隔離液沒有被裝滿，都會使隔離液進入到正負壓室當中。
（二）負遷移故障
相關的工作人員對負遷移狀態差壓變送器的準確度進行研究和分析的過程當中，通常需要經過兩個步驟。首先，相關的工作人員要把正負壓測量室關掉，之后需要打開平衡閥，并且要對儀表堵頭進行充分的放空，在這部分操作結束之后，儀表顯示值應該是20mA。接下來這部分操作和對正偏移故障檢查時的操作是相同的，關閉取壓點和放空開關，之后再打開，儀表應該顯示4mA。如果在這兩次操作過程中，儀表輸出值都和實際有較大的差異，那么有可能出現的問題是，隔離液發生了滲漏現象、零位錯誤、遷移量有一定的改變等。
五、結束語
如果想最大限度的保障生產裝置能夠穩定運行，就必須要對液位進行嚴格的控制。同時，必須要掌握差壓式液位計測量原理以及零點遷移的相關問題，才可以對其進行靈活的運用，對差壓液位變送器發生的問題進行較好的解決。
前言：差壓變送器在實際的使用過程中會受到諸多方面的影響，從而導致儀表測量不準確的問題。在液位測量的過程當中，經常會遇到的一個問題就是差壓液位變送器的零點校驗。為了最大程度保障差壓變送器的測量能夠精確，會對差壓變送器進行零點遷移技術處理。本文以差壓變送器為主要的探討對象，對相關的零點校驗問題進行了簡要的探討。
一、差壓式液位計測量原理
當容器內的液位進行一定程度的變化之后，液柱生成的靜壓也會隨之進行一定的改變，根據此原理，差壓式液位計進行相應的工作。差壓式液位計的兩端分別連接液相和氣相，以流體力學的相關知識為基礎，可以知道，Pb=Pa+рgH。在這個公式當中，Pa 表示的是氣相壓力，Pb 表示的是液相壓力，р 是介質密度，g 是重力加速度，H表示的是高度。從以上的公式當中，就可以非常容易的看出來，氣相壓力和液相壓力兩者的差值就等于рgH 的數值。在一般的情況下，介質密度都是已經知道的，重力加速度也是不變的，也就是說，差壓與液位高度成正相關。在對液位高度進行計算的過程當中，就可以通過測量差壓進行計算。在使用差壓液位變送器的過程當中，如果被測量的儀器是開口的，那么氣相壓力就是大氣壓，相關的工作人員就可以對液位進行直接的測量。但是如果容器受壓，那么對于差壓計來說，需要把負壓室和氣相這兩者連接在一起，通過差壓，來計算出液位的具體高度。
二、零點遷移
（一）零點遷移概念
零點遷移的基本量包涵諸多方面的內容，比如量程、測量精度等等。在實際測量的過程當中，是以測量起點為基本和依據。其本質是為了從一定程度上保障變送器的基本量可以充分的發揮作用，從而進行的數值變化保護措施。零點調整，從某些角度來說，和零點遷移有
非常多相似的地方。二者工作的結果，都是可以從一定程度上促進測量和輸入信號的下限制有一定的一致性。但是二者也有一些不同之處，比如Pmin 有一定的差異性。當Pmin 等于0 的時候，是零點調整。不等于0 時，就是零點遷移。遷移分為三種情況。分別是未遷移、正遷移、負遷移。
圖1 差壓變送器零點遷移輸入- 輸出特性
（二）變送器零點遷移特性
圖1 所描述的就是，在整個零點遷移的過程當中，差壓變壓器的輸入輸出特性。根據圖中所描述的狀況可以知道，在經過零點遷移之后，差壓液位變送器的斜率與之前是一致的，沒有發生任何的改變。但是輸入輸出特性在距離方面發生了一定程度的平移，但是從整體的方面來看，改變不是十分的明顯，即對于變壓器的量程來說，是不進行變化的。如果在運用零點遷移的前提下，相關的工作人員進行一些量程壓縮操作，那么就可以從一定程度上提高差壓變送器的敏感程度，測量精度也會相應得到提升。
三、零點遷移分類
（一）無遷移
在對變送器的正壓室和負壓室進行安裝的過程中，要把它們和容器的取壓點放置在相同水平面上，如圖2 所示。假設A 點所受到的壓力是P，B 點是P+。那么兩者的差值就是P+ 減去P-，在數值上等于рgH。如果被測量的容器正好是敞口容器，那么A 點受到的壓力P- 就是大氣壓力，P+ 就等于рgH。因此，如果對于正壓室來說，和取壓點是相連接在一起的，并且差壓變送器的負壓室和大氣相通，那么只需要測量B 點的壓力，就可以得到液面高度。當液面高度變化時，從h=0 變化到h=hmax 的時候，兩者的差壓也就會從零變化到рghmax。輸出也會增加，從之前的4mA 變成20mA。
（二）正遷移
在實際測量的過程當中，經常會出現變送器的安裝位置和測量液位高度不一致的情況，這是一種十分普遍的現象。如下圖所示，表示的就是一種遷移方式。
通過觀察發現，此容器是一個非常典型的敞口容器，h 就是差壓液位變送器和所要測量的液位高度兩者的高度差，就可以得出ΔP=рgH+рgh，這是一個關于壓力差ΔP 的方程式。如果要想從一定程度上提高輸出壓力，使輸出壓力超過4mA，可以從以下兩個條件進行考慮，第一，除了在正壓室存有一定的靜壓力之外，在正壓式之外也要存在。第二，假設H=0。如果H 為最大值，那么就可以運用ΔP=рgH+рgh 這個式子，這個時候的輸送壓力超過了極限值。就正好說明，рgh 生成的靜壓力是不需要的，需要對其進行消除，這就是正遷移。
（三）負遷移
圖4 表示的是負遷移的原理圖，對于變送器的取壓室來說，在使用的過程當中，不管是液體還是氣體進入到取壓室當中，都會對測量管線造成一定的損害，在比較嚴重的情況下，還會使測量管線被腐蝕。因此，必須要采取一些科學合理的方法和措施避免密閉容器內的液體和氣體隨意的流竄，可以采用隔離罐，將其放置到正負壓室和取壓點中間，并且向其中放置一定量的隔離液，此隔離液的密度為р。
假設H 為0 的時候和假設H 為最大值的時候，所獲得的壓力差ΔP 的數值是不相同的，這也從一定程度上說明了，當H 等于0 的時候，4mA 就是極限值。但是H 取最大值的時候，隔離液的密度與預想值有非常大的差異。在位于最高位置的時候，對于正負壓室的壓力來說，負壓室要大于正壓室，從而導致輸出壓力值與事先的計算值不相符，就會從一定程度上導致液位和輸出壓力兩者間的不平衡。通過一系列的分析得知，如果想要保持液面和儀表兩者之間的關系，最切實有效的方法就是消除負壓室引壓管線的靜壓力。在這個過程當中，就必須要使用到負遷移技術去進行相關的處理工作，遷移量可以為ρ1gh。
四、差壓變送器零點遷移故障分析
（一）正遷移故障
差壓液位變送器在使用的過程當中，如果處于正遷移狀態，并對其的測量準確度進行研究和分析的時候，可能會碰到兩種問題。第一，差壓液位變送器輸出不正確。按照一般的操作程序來說，首先應該把正負壓測量室關掉，然后再把平衡閥打開，并且進行放空儀表堵頭處理，儀表的輸出值應該小于4mA，如果大于，那么就表明運行裝置有一定的問題，可能是有堵塞問題。故障率比較高的就是三閥組的引線，正壓室引線也經常發生故障。第二，遷移量顯示異常，或者是零位顯示異常。可以先把取壓點和放空開關進行關閉，等待一段時間后，再重新進行開啟。在正常的狀況下，儀表輸出值應該為4mA，如果大于，那么零位或遷移量也會從一定程度上升高。除此之外，如果隔離液發生了外漏現象，或隔離液沒有被裝滿，都會使隔離液進入到正負壓室當中。
（二）負遷移故障
相關的工作人員對負遷移狀態差壓變送器的準確度進行研究和分析的過程當中，通常需要經過兩個步驟。首先，相關的工作人員要把正負壓測量室關掉，之后需要打開平衡閥，并且要對儀表堵頭進行充分的放空，在這部分操作結束之后，儀表顯示值應該是20mA。接下來這部分操作和對正偏移故障檢查時的操作是相同的，關閉取壓點和放空開關，之后再打開，儀表應該顯示4mA。如果在這兩次操作過程中，儀表輸出值都和實際有較大的差異，那么有可能出現的問題是，隔離液發生了滲漏現象、零位錯誤、遷移量有一定的改變等。
五、結束語
如果想最大限度的保障生產裝置能夠穩定運行，就必須要對液位進行嚴格的控制。同時，必須要掌握差壓式液位計測量原理以及零點遷移的相關問題，才可以對其進行靈活的運用，對差壓液位變送器發生的問題進行較好的解決。
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