物位仪表

液位计投入式液位计电容式液位计毛细管液位计单法兰液位计磁翻板液位计•液位计：为进行工艺的调节和控制，要确实知道设备内物质的液位，而液位计就是根据介质的特性，设备工艺特性来进行测量液位的装置，根据其测量原理的不同可分为：静压式液位计，浮力式液位式，雷达液位式，超声波物位计，电容式物位计，料位计及其他物位计。•我厂现场使用的有：投入式液位计、磁翻板液位计、电容式液位计、毛细管液位计、雷达液位式物位测量仪表的选用需考虑的因素物位包括液位、界位和料位。选用液位和界位测量仪表时，通常要考虑下列因素：1.液位范围和精度要求，仪表的显示方式及调节功能。2.流体特性，包括温度、压力、密度、流体是否脏污，是否含固体，是否气化，是否有腐蚀性，结焦及附粘等。3.在测量区域内，流体是否有扰动。4.仪表的安装场所，包括仪表的安装高度、防爆要求等。例题（1）用压力法测量开口容器液位时，液位的高低取决于：a取压点位置和容器横截面；b压点位置和质密度；C介质密度和横截面。答案：b用压力法测量开口容器液位的依据：液位高度=压力/（介质密度×重力加速度），所以和容器的横截面没有关系。一、静压式液位计工作原理；静压式液位计是根据流体静压平衡原理工作的，它可以分为压力式和差压式两大类。1、差压式：用变送器测压力变化，利用帕斯卡定律P=ρgh敞口容器（如下图）：P=ρgh对应的零点和量程为4—20mA将液位的变化，转化为压力的变化。如果h的极限位置知道，就可以算出它的使用量程•答案：A•设介质的最低液位为法兰的中心，当液位最低时，液位计正压室的受压为Hpg(H为法兰到液位计引压点的距离，p为液位计毛细管中的充满液的密度)。因为液位最底时，仪表的输出为零（20Kpa），所以要用正迁移把HPg迁掉。但迁好后，仪表又下移了一段距离，设变化量H1，则其正压室的受压便又多了H1Pg，所以液位计的输出要上升。（2）用单法兰液位计测量开口容器液位，液位计已经校好，后因维护的需要，仪表安装位置下移了一段距离，则仪表的指示：A上升、B下降、C不变。为什么？例如锅炉有3~4Mpa的蒸汽压力。（不考虑冷凝液）。PA=P汽+ρghPB=P汽ΔPAB=P汽+ρgh-P汽=ρgh（1）现场实际情况：a、蒸汽会冷凝b、变送器和设备不在同一个水平面上PA=P+ρgH液+ρgH+PB=P+ρgH-H-=H++HΔPAB=ρgH液+ρgH+-ρgH-=ρgH液+ρgH+-ρgH-=ρgH液-ρgH当H液=0和H时计算出的数据即为零点和量程。正负迁移量一般所测压力都是以零压力为基准的，所以一般的变送器量程都是以零压力为基准的，但在实际生产的过程中，特别是在液位测量中，所测量都不是以零压力为基准的，所以对此种变送器量程的调校都必须用到正，负迁移。例：1.．有一台差压变送器，其测量范围为0~10000Pa，在该仪表的说明书中规定可实行的负迁移100%（最大负迁移量—100%），迁移量占量程的百分数就是迁移的百分数。迁移量=10000×100%=10000Pa，因此，对0~10000Pa的变送器可迁移成-10000~0Pa。例：2.有一台变送器量程为0——5KPa在室内已经校验正常，但是安到现场后却发现指示不正常，具体安装情况如下：在计算迁移量的时候，要以容器需要保持的最底液位为基准来进行计算，迁移量为:P+—P-.本题中的迁移量为：P+_P-=p水gH1(P+=p水gH2;P-=P水g（H1+H2）通过以上的例子，大家需要掌握一个概念。正负迁移量的问题。例题：用差压变送器测量闭口容器的液位，已知：H1=50mmH2=200cmH3=140cm被测量介质的密度ρ1=0.85g/cm，负压管内的隔离液为水，求变送器的调校范围和迁移量量程：P=pgh=0.85.10.200=16671.9pa（量程为最高液位减去最低液位，密度为被测介质密度。）最低液位：P+=ρ1.gh3=140×0.85×10=11670.3paP-=ρ水.g（H1+H2+H3）=（50+200+140）×1×10=38247.3Pa迁移量△P=p+-P-=ρ1.gh3-ρ水.g（H1+H2+H3）=-26577Pa该迁移量为负迁移：判断正负迁移的依据为为：△P﹥0时，为正迁移△P﹤0时，为负迁移调校范围：-26577Pa~（-26577+16671.9）如何进行差压的计算例:用单阀兰液位计测量开口容器内的液位,其最高液位和最低液位到仪表距离分别为h1=1m,h2=3m,介质密度为ρ=9.8kg/m求①变送器的量程为多少?②是否迁移?量程为多少?③如液面高度h=2.5m,液面的输出为多少?量程:ρgh(h2-h1)=19221.7PaP+=ρgh1最低液位P-=0迁移量:ΔP=P+-P-=ρgh1I=×(20－4)＋4=16mA31+121hhhh如何进行液位或压力与电流的转换1、液位指示满液位（1）冷凝液流失（2）加隔离液或冷凝气相排污阀漏或堵（3）平衡阀漏（4）引压管部分有泄漏（5）引压管堵或引压管冻2、液位指示波动大（1）冷凝液未加满（2）隔离液流失（3）伴热过大（4）有漏点（5）校验变送器膜盒3、液位指示最小（1）检查三阀组，看开关是否正常（2）检查排污阀是否内漏注：用4100观察EJA的监测值，即实际压力值为多少，如果工艺允许，可以将液位人为打满或排空，看此时的测量值，定为量程和零点最为准确差压变送器测液位常见故障：二、磁翻板液位计•磁翻板（带远传输出4—20mA）电阻的变化转化为4—20mA的输出•磁翻板液位计的工作原理：磁翻板液位计的翻板是有导磁的铁皮制成。每片宽10mm，垂直排列，并各自能绕框架上的小轴翻转。翻板的一面涂红漆，另一面涂银灰漆，工作时，液位计的连通管经法兰与容器相连，构成一个连通器。连通管中间有浮标，它随着液位的变化而变化。浮标中间有磁钢，其位置正好与液位面相一致。当液位上升时，磁钢将吸引翻版，并将他们逐个翻转，使红的的一面在外边；下降时，又将他们翻过来，使银灰的一面在外边。即以颜色表示液位高低，十分醒目。适用范围：（1）负压、介质组分和温度的变化关系大；（2）粘度小。安装注意：（1）浮子不能装反；（2）测量筒倾斜度小于±3度；（3）焊接液位计时应将浮子取出；（4）测量筒过液量太大；（5）液面不能过激。（1）现场磁翻板液位正常，室内为死信号。可能是由于干簧管粘住不能分开。（2）现场正常，传送信号不正常。可能是放大器头坏。（3）现场磁翻板指示最低或不动，室内信号指示最低，浮子卡死在下部或浮子灌水浮不起来。（4）浮子卡在测量筒上部。（5）液位磁翻板和传送信号波动大，让操作工稳定液位磁翻板液位计常见故障三、电容式液位计电容式液位计是依据电容感应原理，当被测介质浸汲测量电极的高度变化时，引起其电容变化。它可将各种物位、液位介质高度的变化转换成标准电流信号，远传至操作控制室供二次仪表或计算机装置进行集中显示、报警或自动控制。其良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐蚀，易结晶，防堵塞，防冷冻及固体粉状、粒状物料。它可测量强腐蚀型介质的液位，测量高温介质的液位，测量密封容器的液位，与介质的粘度、密度、工作压力无关。适用范围：（1）导电和非导电介质；（2）粘度不能太大，粘附电极。放大器头有集成运放，将电容变化量转化为4—20mA.电容式液位计常见故障（1）指示最大，电极和外壳（测量筒）绝缘相通，可以用摇表摇（2）指示为死数，有结晶物卡在测量筒中间，需要冲洗液位计（3）指示偏高或偏低，进行零点量程重新校定（4）放大器头进水，造成满液位电容式液位计好坏判断方法一、用万用表量白色电极（测量时将线从端子上解下来），量阻值与外壳的阻值，大于10兆欧为正常。方法二、通24VDC电，手触电极有少量指示零位和满度调整方法一、零位调整（1）关闭气、液相阀门。开排污阀调零位。（2）调表头“调零”（有两个螺钉，一个粗调，一个细调）。（3）记录调零位置，以便以后复位。注：正常生产情况下，零位的调校可让操作工将设备内的余液排完，主要表象：排液耳听管道有杂音，就像气液混合物的沸腾。排气时管道响声较大而且单一，由于一般排液是高压串低压，可见排液压力突然升高，说明气体已排出。另外就是排液和排气时，管道的手触温度也有变化。二、满度调整：满度一般不做调整，如果安装好后，具备设备内部加液的条件，可在操作工陪同下充液一定时间后，校验“量程”电位器，使指示“100%”（正常生产时不对满度进行调整，但满度的调节原则是就高不就低，能使液位拉大变得灵敏，也不能使其迟钝。）指示最大：1、解开白线，量对外壳阻值（一表笔接白线，另一表笔接容器外壳），阻值应该大于10兆欧，如果在30千欧以下则电极坏。2、如果阻值正常，将白线接好，用螺丝刀顶住白线端子，在瞬间可见数据增大，超过115％，说明放大器正常，否则放大器坏，需更换放大器。放大器更换方法（1）解开放大器上白、红、黑三根线（2）拧开左右两侧固定螺丝，即可拆下液位计波动大：1、有干扰2、工艺波动大3、仪器故障处理：1、看是否有干扰2、查看工艺是否波动大3、量电压24V4、将所接线解开，进行查找原因，重新接好线，如还不行则更换四、毛细管液位计•用于腐蚀性、易结晶或高黏等特殊介质液位、物位的测量。引压管线的腐蚀或堵塞的问题、可用法兰式差压变送器直接与容器、设备上的法兰连接。金属膜盒经毛细管与变送器的测量室相连通，在三者组成的封闭系统内充满硅油、起隔离的作用。•毛细管（一般内径在0.7-1.8mm）外面套上金属蛇皮管进行保护，具有可挠性，长度一般5~10m。•分为单法兰和双法兰两种，膜盒结构也不尽相同，下边举一例加以说明：•例如：EJA118WEMSG2EA-BA02-97DA/NS1字母含义字母含义W平膜片型SSUS316L接液部材质E4-20mAHART协议G2法兰耐压等级M测量量程2.5-100KPaE法兰尺寸DN80mm02规定的长度02——2米05——5米•EJA118N隔膜突出的长度，代码如下2——50mm4——100mm6——150mm安装毛细管液位计注意事项：1、变送器一般安在两法兰中间2、稍比液相低一点3、高于气相安装的也有但是不影响指示。因为迁移量是不变的，但是要考虑到液位计制造的原因，不耐用在负压状态，液位量程较大时，对法兰产生负压影响，超过它的允许负压值，那么：1）填充液气化2）隔离膜会外鼓3）引起测量不准，造成变送器损坏◆由于正负压毛细管中的介质相同，变送器的安装位置升高或降低，两侧毛细管中的介质产生的静压作用于EJA正负压侧所产生的压差相同，迁移量不会变化，即与EJA的安装位置无关。常见的故障与处理：1、液位指示偏高、偏低※介质密度的变化、泄漏2、液位指示最高、最低，死值无变化※1）膜片腐蚀、变形损坏，可以用4100修改量程，查看差压是否变化，若无，可能是膜片的故障。2）液气相短节、法兰结晶或堵塞。3、液位指示波动大※用4100检查差压是否波动大，是-----一般为工艺问题；否------检查线路、卡件问题。◆一般检修主要检查膜片的腐蚀情况，◆注意毛细管一般不作过小夹角的弯曲和盘绕，以防折断泄漏例题：双法兰差压变送器测量密闭容器液位，液位变化范围为h=1m(最低液面在下法兰口以上，最高液面在上法兰口下）变送器在下法兰口下方距离h1=3m最低液位距下法兰口距离h2=1m，所测介质的密度ρ1=1200kg/m3,变送器毛细管中充装液密度ρ2=850kg/m3，求变送器的量程和迁移量。(根据题意自行画出图）解：1）变送器的量程ΔP=ρ1gh=1200×9.81×1=11.77KPa2)当液位最低时，正负压室的压力分别为：P+=ρ1gh2+ρ2gh1P-=ρ2gH+ρ2gh1+ρ2gh1那么代入数据P+—P-=-13.25KPa变送器为负迁移，迁移量为13.25KPa例题：压力变送器测量液位时，如果指示偏低，现场发生故障的部位有哪些？答：（1）三阀组平衡阀泄露；（2）正压侧排污阀、密封法兰或管线泄露；（3）变送器本体损坏；（4）保温伴热过热导致正压侧冷凝液蒸发。