差壓變送器在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用

【引言】壓力變送器是變送器的一種，更是傳感器中的一種。那么應(yīng)用廣泛也就不用多說(shuō)了，本文主要拿本公司生產(chǎn)的LY-3851DP型電容式差壓變送器為例，講解下差壓變送器在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用。

LY-3851DP型電容式差壓變送器是我公司引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)的新型變送器，關(guān)鍵原材料，元器件和零部件均源自進(jìn)口，整機(jī)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格組裝和測(cè)試，該差壓變送器具有設(shè)計(jì)原理先進(jìn)、品種規(guī)格齊全、安裝使用簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。選用進(jìn)口高品質(zhì)擴(kuò)散硅式、陶瓷式壓力傳感器作為敏感元件，采用專(zhuān)用集成模塊，經(jīng)精細(xì)的溫度、零點(diǎn)、滿(mǎn)程和非線(xiàn)性補(bǔ)償，該智能壓力變送器實(shí)現(xiàn)對(duì)液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)壓力變化的準(zhǔn)確測(cè)量和變送。實(shí)現(xiàn)工礦企業(yè)、科研院所等部門(mén)對(duì)各種場(chǎng)所壓力真空介質(zhì)變化的理想監(jiān)控。

[應(yīng)用背景概述]

在目前的油庫(kù)油罐液位的測(cè)量設(shè)計(jì)中，比較流行的是采用磁翻板液位計(jì)或雷達(dá)液位計(jì)或浮球液位計(jì)、浮標(biāo)、鋼帶式液位計(jì)等。雷達(dá)液位計(jì)雖然精度高但成本也高，而磁翻板液位計(jì)、浮標(biāo)、浮球等液位計(jì)價(jià)格低使用簡(jiǎn)單，應(yīng)用也廣。差壓式液位計(jì)，在鍋爐汽包等密閉容器中應(yīng)用廣泛，但測(cè)量結(jié)果并非真正液位，因此在油罐液位測(cè)量的設(shè)計(jì)鮮有應(yīng)用。其實(shí)油庫(kù)油罐的精確液位，并不十分重要，用戶(hù)實(shí)際要了解的并不是液位，而是通過(guò)測(cè)量液位來(lái)了解油罐中油品的實(shí)際數(shù)量(即噸數(shù))，從而防止?jié)M溢。由此分析，采用差壓法來(lái)測(cè)液位(實(shí)際為噸數(shù))也不失為一個(gè)好的選擇。因?yàn)槟壳安顗鹤兯推鞯膽?yīng)用十分成熟，技術(shù)十分完善，精度可達(dá)0.075級(jí)，而且價(jià)格大幅下跌，性?xún)r(jià)比非常高。

【設(shè)計(jì)工作原理】

差壓變送器所測(cè)量的結(jié)果是壓力差，即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重量G=△P·S=ρg△h·S，S不變，G與△P成正比關(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢測(cè)出△P值，就可以得到實(shí)際油品的庫(kù)存量G，從公式還可知其密度ρ與高度△h成反比。在溫度變化時(shí)，雖然油品體積膨脹或縮小，實(shí)際液位升高或降低，所檢測(cè)到的壓力始終是保持不變的。如果用戶(hù)需要顯示實(shí)際液位，也可以引入介質(zhì)溫度補(bǔ)償予以解決。

結(jié)論：根據(jù)此原理，應(yīng)用在液位測(cè)量領(lǐng)域后被稱(chēng)之為“差壓式液位計(jì)”

實(shí)際應(yīng)用
　　
　　項(xiàng)目名稱(chēng)：在溫州新世紀(jì)油庫(kù)項(xiàng)目的應(yīng)用
　　
　　設(shè)計(jì)條件：2000m3油罐，直徑d=14.5m，高度h=14m。
　　
　　一次表：選用LY-3851DP雙法蘭差壓變送器，選用法蘭式是防止罐底臟物沉淀而堵塞引壓管，變送器量程0～140kPa。
　　
　　二次表：選用LY-600智能光柱顯示報(bào)警儀，萬(wàn)能信號(hào)輸入，可任意改變量程，用光柱顯示液位，用數(shù)字顯示油品的噸數(shù)。以6#罐為例，S=π×r2=3.14×7.252=165m2，高為14m。在油罐頂部，設(shè)計(jì)一套液位報(bào)警裝置，防止油品滿(mǎn)溢，作為雙保險(xiǎn)。在應(yīng)用中由于測(cè)量值直接為噸數(shù)，故油罐不論貯存何種油品，二次表顯示的值是油罐內(nèi)油品的噸數(shù)，避免了需要測(cè)定密度進(jìn)行換算的麻煩。
　　
　　一般情況油品出入庫(kù)往往是采用泵輸送經(jīng)過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量，由于流量計(jì)的精度有限，最高也只有0.2級(jí)，還需測(cè)密度計(jì)算，其結(jié)果往往有些出入，從而造成計(jì)量糾紛�，F(xiàn)在因?yàn)橛凸逌y(cè)量的結(jié)果為噸數(shù)，而且精度可達(dá)到0.2級(jí)甚至0.1級(jí)，因此，與容積式流量計(jì)相比，計(jì)量結(jié)果更準(zhǔn)確。雖然在小數(shù)量的油品出入庫(kù)時(shí)，由于分辨率的原因，測(cè)量的結(jié)果絕對(duì)誤差較大，但在大數(shù)量的油品出入庫(kù)時(shí)，其較高的精度和較小的相對(duì)誤差，是其它計(jì)量手段所無(wú)法比擬的，特別適合月度、季度、年度的盤(pán)存。
　　
　　實(shí)踐表明其主要優(yōu)點(diǎn)有：①安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便；②讀數(shù)直觀，可直接讀出油品的庫(kù)存量；③免除了密度的測(cè)定和換算。
　　
　　五、注意事項(xiàng)
　　
　　(1)設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)考慮油罐底部的取壓開(kāi)孔盡可能放低，以消除溫度變化而造成的誤差，必要時(shí)引入溫度補(bǔ)償。
　　
　　(2)在油罐的罐體水平截面不等的情況下(如上小下大)，要考慮補(bǔ)償措施。如二次表選用JY系列液位-容量控制儀。
　　
　　(3)為達(dá)到一定精度，如油罐頂部裝有呼吸閥時(shí)，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器。對(duì)敞口油罐或精度要求不高時(shí)，可直接采用壓力變送器以方便安裝。
　　
　　(4)二次表盡量采用智能表，可方便改變量程，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)取?br /> 　　
　　(5)安裝時(shí)差壓變送器的負(fù)壓室要安裝集水器，并要經(jīng)常排污，以免積水影響準(zhǔn)確度。
　　
　　六、特點(diǎn)
　　
　　1、專(zhuān)用V/I集成電路，外圍器件少，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單、輕松，體積小、重量輕，安裝調(diào)試極為方便。
　　
　　2、鋁合金壓鑄外殼，三端隔離，靜電噴塑保護(hù)層，堅(jiān)固耐用。
　　
　　3、4-20mADC二線(xiàn)制信號(hào)傳送，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)。
　　
　　4、LED、LCD、指針三種指示表頭，現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)十分方便�？捎糜跍y(cè)量粘稠、結(jié)晶和腐蝕性介質(zhì)。
　　
　　5、高準(zhǔn)確度，高穩(wěn)定性。除進(jìn)口原裝傳感器已用激光修正外，對(duì)整機(jī)在使用溫度范圍內(nèi)的綜合性溫度漂移、非線(xiàn)性進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償，因此在使用溫度范圍內(nèi)非線(xiàn)性小，溫度穩(wěn)定性好。
　　
　　6、專(zhuān)用V/I集成電路，外圍器件少，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單、輕松，體積小、重量輕，安裝調(diào)試極為方便。
　　
　　7、鋁合金壓鑄外殼，三端隔離，靜電噴塑保護(hù)層，堅(jiān)固耐用。
　　
　　8、4-20mADC二線(xiàn)制信號(hào)傳送，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)。
　　
　　9、LED、LCD、指針三種指示表頭，現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)十分方便�？捎糜跍y(cè)量粘稠、結(jié)晶和腐蝕性介質(zhì)。
　　
　　10、高準(zhǔn)確度，高穩(wěn)定性。除進(jìn)口原裝傳感器已用激光修正外，對(duì)整機(jī)在使用溫度范圍內(nèi)的綜合性溫度漂移、非線(xiàn)性進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償，因此在使用溫度范圍內(nèi)非線(xiàn)性小，溫度穩(wěn)定性好。
　　
　　七、物理性能
　　
　　1、隔離膜片:陶瓷、316不銹鋼
　　
　　2、接觸介質(zhì)連接件:不銹鋼
　　
　　3、O型環(huán):丁晴橡膠
　　
　　4、外殼:壓鑄鋁合金
　　
　　5、外殼噴涂:環(huán)氧樹(shù)脂
　　
　 6、過(guò)程連接方式:1/2NPT外螺紋M20×1.5外螺紋G1/2外螺紋
　　
　　7、電氣連接:1/2NPT
　　
　　8、通訊條件:HART，用多芯雙絞線(xiàn)時(shí)，通訊距離可達(dá)1.5km