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温度对双法兰液位计的影响以及对应的解决办法

文章来源:吉创仪表 作者:小艾 发布时间:2019-05-13 10:17:19 浏览量:
差压式液位计因工作可靠,运行稳定,在液位的远程测量和自动控制方面得到广泛的应用;其使用对测量误差和精度要求比较高。
文本关键词:双法兰液位计,解决办法
差压式液位计因工作可靠,运行稳定,在液位的远程测量和自动控制方面得到广泛的应用;其使用对测量误差和精度要求比较高。在实际运行中其测量误差常常较大,特别是对高温高压容器的液位测量,有时甚至会达到 20% ~ 30%。

过大的误差会使系统显示错误,造成操作人员误判和误操作;用于自动控制则会造成系统误报警和误保护动作,从而影响系统稳定、可靠运行。温度波动对差压式液位计的误差有重要影响,尤其是高温高压液体,超过 260℃时需要进行密度补偿 ,以减小误差。本文主要探讨如何消除或减小差压式液位计因温度变化引起的水位测量误差。


一、温度对差压式液位测量计测量误差的影响

差压式液位计的温度误差是由其测量原理和计算方法产生的。
 

 
如图 1 所示,差压式液位计是以差压计或压差变送器输出的压差信号来表征所测液位的;根据一般差压式液位计中忽略了液体密度的变化和气相的密度。在常温常压下这种忽略问题不大,但在高温高压条件下这种忽略将造成很大测量误差。这是由于在高温高压条件下液体和汽体的密度波动很大。液相温度变化引起的误差,在高温高压条件下,随着温度的升高加速增大;忽略液相密度引起的误差与气相和液相密度的比值成正比。

二、温度引起差压式液位计测量误差解决方法探讨

任何仪表都有测量误差,完全消除差压式液位计测量误差非常困难,因为除了温度引起的误差外还有其他原因引起的误差。这里探讨的是:通过各种方法减小因为温度变引起的差压式液位计的测量误差,使其满足远程监测和自动控制的实际需要。

1.测量方法替换法

液位的测量方法很多,主要测量原理有浮力法、压力法、电学法等,这些测量方法各有各的优点,也有自身的局限性。差压式液位计属于静压法,其 大的优点是工作可靠,运行稳定,便于维修,寿命长。其它测量方法很难具备这么多的优势,但在特定条件下能够符合测量要求。随着技术的发展,一些问题可以通过技术手段解决。浮筒式液位计、电学测量方法在远程监测和自动控制方面的使用前景比较看好。例如在雷达液位测量法的使用方面,现在有一种加热式铠装电偶液位测量仪。

2.补偿法

补偿法分为实验补偿和设计补偿:实验补偿就是通过测试或实验测量出测量值与实际值的偏差,找出其分布并进行分析处理,在测量显示和自动控制中用这些数据进行修正来消除测量误差;设计补偿是通过对测量系统进行改进,优化计算方法对测量中产生误差的因素进行补偿。对于差压式液位计又可分为液位补偿和密度补偿。补偿法是减小测量误差的常用方法之一。其优点是通过补偿能减小误差,提高精度;其难点是,测量数据多、计算复杂,而且每个测量系统都有其独特性,补偿数据不能通用。

3.密度消除法

差压式液位计测量的温度变化会出现误差,其根本原因是温度变化引起的液相和气相密度的变化。通过改变测量的设计来消除计算公式中的密度或密度改变对测量误差的影响,其优点是:能比较彻底地消除密度变化引起的误差, 简单的办法是测量出液相与气相的密度,并引入到液位的计算公式中;其不足是:增加了系统的复杂性,可能还要引入其它的测量参数,并增加了产生系统误差的环节。


三、参考管式液位计

参考管式液位计对差压式液位计的改进用的是密度消除法,其原理如图 2 所示,系统增加一根参考管,来消除液相密度变化引起的液位测量误差。由密闭容器内取液体充入参考
 

图 2 差压式液位计原理图管,使其保持充满并保证参考管内液体与所测量液体密度相同。H 为参考管高度,则根据流体力学静态方程和差压计原理推导出:
P=Ph-P0=ρgh  (1)
Pc=P0+ρgH  (2)
P1=Pc-P0=ρgH (3)
由(2)式和(3)式可得出:h= P/P2H(4)
改进后的公式中消去了 ρ,消除了因液体密度变化而导致的液位测量误差。

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