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        溫度對雙法蘭液位計的影響以及對應的解決辦法

        文章來源:吉創儀表 作者:小艾 發布時間:2019-05-13 10:17:19 瀏覽量:
        差壓式液位計因工作可靠,運行穩定,在液位的遠程測量和自動控制方面得到廣泛的應用;其使用對測量誤差和精度要求比較高。
        文本關鍵詞:雙法蘭液位計,解決辦法
        差壓式液位計因工作可靠,運行穩定,在液位的遠程測量和自動控制方面得到廣泛的應用;其使用對測量誤差和精度要求比較高。在實際運行中其測量誤差常常較大,特別是對高溫高壓容器的液位測量,有時甚至會達到 20% ~ 30%。

        過大的誤差會使系統顯示錯誤,造成操作人員誤判和誤操作;用于自動控制則會造成系統誤報警和誤保護動作,從而影響系統穩定、可靠運行。溫度波動對差壓式液位計的誤差有重要影響,尤其是高溫高壓液體,超過 260℃時需要進行密度補償 ,以減小誤差。本文主要探討如何消除或減小差壓式液位計因溫度變化引起的水位測量誤差。


        一、溫度對差壓式液位測量計測量誤差的影響

        差壓式液位計的溫度誤差是由其測量原理和計算方法產生的。
         

         
        如圖 1 所示,差壓式液位計是以差壓計或壓差變送器輸出的壓差信號來表征所測液位的;根據一般差壓式液位計中忽略了液體密度的變化和氣相的密度。在常溫常壓下這種忽略問題不大,但在高溫高壓條件下這種忽略將造成很大測量誤差。這是由于在高溫高壓條件下液體和汽體的密度波動很大。液相溫度變化引起的誤差,在高溫高壓條件下,隨著溫度的升高加速增大;忽略液相密度引起的誤差與氣相和液相密度的比值成正比。

        二、溫度引起差壓式液位計測量誤差解決方法探討

        任何儀表都有測量誤差,完全消除差壓式液位計測量誤差非常困難,因為除了溫度引起的誤差外還有其他原因引起的誤差。這里探討的是:通過各種方法減小因為溫度變引起的差壓式液位計的測量誤差,使其滿足遠程監測和自動控制的實際需要。

        1.測量方法替換法

        液位的測量方法很多,主要測量原理有浮力法、壓力法、電學法等,這些測量方法各有各的優點,也有自身的局限性。差壓式液位計屬于靜壓法,其 大的優點是工作可靠,運行穩定,便于維修,壽命長。其它測量方法很難具備這么多的優勢,但在特定條件下能夠符合測量要求。隨著技術的發展,一些問題可以通過技術手段解決。浮筒式液位計、電學測量方法在遠程監測和自動控制方面的使用前景比較看好。例如在雷達液位測量法的使用方面,現在有一種加熱式鎧裝電偶液位測量儀。

        2.補償法

        補償法分為實驗補償和設計補償:實驗補償就是通過測試或實驗測量出測量值與實際值的偏差,找出其分布并進行分析處理,在測量顯示和自動控制中用這些數據進行修正來消除測量誤差;設計補償是通過對測量系統進行改進,優化計算方法對測量中產生誤差的因素進行補償。對于差壓式液位計又可分為液位補償和密度補償。補償法是減小測量誤差的常用方法之一。其優點是通過補償能減小誤差,提高精度;其難點是,測量數據多、計算復雜,而且每個測量系統都有其獨特性,補償數據不能通用。

        3.密度消除法

        差壓式液位計測量的溫度變化會出現誤差,其根本原因是溫度變化引起的液相和氣相密度的變化。通過改變測量的設計來消除計算公式中的密度或密度改變對測量誤差的影響,其優點是:能比較徹底地消除密度變化引起的誤差, 簡單的辦法是測量出液相與氣相的密度,并引入到液位的計算公式中;其不足是:增加了系統的復雜性,可能還要引入其它的測量參數,并增加了產生系統誤差的環節。


        三、參考管式液位計

        參考管式液位計對差壓式液位計的改進用的是密度消除法,其原理如圖 2 所示,系統增加一根參考管,來消除液相密度變化引起的液位測量誤差。由密閉容器內取液體充入參考
         

        圖 2 差壓式液位計原理圖管,使其保持充滿并保證參考管內液體與所測量液體密度相同。H 為參考管高度,則根據流體力學靜態方程和差壓計原理推導出:
        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)
        改進后的公式中消去了 ρ,消除了因液體密度變化而導致的液位測量誤差。

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