差压式液位计详细介绍 ppt课件
第八章液位测量ppt课件
②光纤光路部分 由光源，等强度分束器，光纤和光电检测器组
成。 两组光纤分别安装在齿盘上下两边，每当齿盘
转过一个齿，上下光纤光路就被切断一次，各 自产生一个相应的光脉冲信号。由于对两组光 纤的相对位置作了特别的安排，从而使得两组 光纤光路产生的光脉冲信号在时间上有一很小 的相位差。 通常，导先的脉冲信号用作可逆计数器的加、 减指令信号，而另一光纤光路的脉冲信号用作 计数信号。
2024年8月3日10时53分
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8.1 差压式液位测量法
1.液位测量
3）测量方法的选择: 选择合适的测量方 法不仅要求能够获得最大信号量，同时还 应该考虑信号传送过程对被测液体安全性 等方面的影响(如电源、光辐射可能加热 低温液体或引爆易燃液体等)，考虑被测 液体对敏感元件的污染、腐蚀以及所需仪 表的成本、用户的使用条件等具体情况。
1 s g L 2 S g H
采用保温措施，ρ1=ρ2=ρw,那么有
p w s gL H
即得:
H
L
w
1
s
g
p
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8.1 差压式液位测量法
3.用差压式液位计测量锅炉汽包水位
2）误差分析 汽包压力p的影响: 汽包压力p上升,(pw-ps)下降,下降.
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8.3 电阻式液位测量法
1.电接点液位计
结构：测量筒，电接点，指示灯，电源。 工作原理：利用物质液态和气态的电阻率
相差悬殊的特性指示液位，原理图如下： 8-3-1 特点：不受被测液体的压力、温度、密
度的影响，非连续测量。 应用：锅炉、太阳能热水器等。
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【优】差压式液位计最全PPT
图4 正负迁移示意图
某差压变送器的测量范围为0～ 5000Pa，当压差由0变化到5000Pa 时，变送器的输出将由4mA变化到 20mA，这是无迁移的情况，如左图 中曲线a所示。负迁移如曲线b所示， 正迁移如曲线c所示。
一般型号后面加“A”的为正迁移；加 “B”的为负迁移。
谢谢大家！
0 ﹥0 ﹥4
Hmax
﹥△Pmax
20 ﹤20 ﹥20
二、零点迁移
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。
迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应，只不过 零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。
迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不 改变量程的大小。
二、零点迁移
中曲线a所示。
p pB pA Hg
图1 差压式液位计原理图
一、结构及工作原理
负迁移
图2 负迁移示意图
实际应用中，正、负室压力p1、p2分别为
p1 h12g H1g p0 p2 h22g p0
则 p1 p2 H1g h12 g h22 g
p H1g h2 h12g
一、结构及工作原理
专业
专注
专心
《化工仪表与自动化控制》
——差压式液位计
工作单位：山东轻工职业学院
主讲：石飞
目录
1
结构及工作原理
2
零点迁移
一、结构及工作原理
无迁移
某差压变送器的测量范围为0～5000Pa，当压差由0变化到5000Pa时，变送器的输出将由4mA变化到20mA，这是无迁移的情况，如左图
中曲线a所示。
0 图1
差压0 式液位4 计原理将图 差压变送器的一端接液相，另一端接气相
差压式液位计05.15
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• 3.采用法兰式差压变送器可以解决高粘度、 易凝固、易结晶、腐蚀性、含有悬浮物介 质的液位测量问题； • 4.差压式液位计通用性强，可以用来测量液 位，也可用来测量压力和流量等参数。
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• 上图为差压式液位计测量原理图。当差压 计一端接液相，另一端接气相时，根据流 体静力学原理，有： • PB＝PA+Hρg • 式中H——液位高度 • ρ——被测介质密度； • g——被 测当地的重力加速度 • 由上式可得∆P=PB-PA=Hρg
差压式液位计
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差压液位计原理及特点
• 差压式液位计是利用容器内的液位改变时， 液柱产生的静压也相应变化的原理而工作 的。 • 差压式液位计的特点是： • 1.检测元件在容器中几乎不占空间，只需在 容器壁上开一个或两个孔即可； • 2.检测元件只有一、两根导压管，结构简单， 安装方便，便于操作维护，工作可靠；
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• 在一般情况下，被测介质的密度和重力加速度都 是已知的，因此，差压计测得的差压与液位的高 度H成正比，这样就把测量液位高度的问题变成 了测量差压的问题。 • 使用差压计测量液位时，必须注易以下两个问题： • 1.遇到含有杂质、结晶、凝聚或易自聚的被测介 质，用普通的差压变送器可能引起连接管线的堵 塞，此量需要采用法兰式差压变送器； • 2当差压变送器与容器之间安装隔离罐时，需要进 行零点迁移。
液位测量差压式液位计共30页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
液位测量差压式液位计
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
项目4-1差压式液位计
项目4 物位检测概述：物位和压力、流量一样，都是化工生产中常碰到的被测工艺参数。
在化工生产中，常要对一些设备和容器的液位进行测量和控制。
液位测量的主要目的有两个：一个是通过液位测量来确定容器里的原料、半成品和成品的数量，以保征能连续供应生产中各环节所需的物料或进行经济核算；另一个是通过液位测量，了解液位是否在规定的范围内，以便使生产正常进行，以保证产品的质量，产量和安全生产，如混合罐，冷凝器，蒸发器，塔器等液位测量，通常属于这一种。
基本概念：物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动化仪表。
测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。
分类：直读式物位仪表、差压式物位仪表、浮力式物位仪表、电磁式物位仪表、核辐射式物位仪表、声波式物位仪表、光学式物位仪表项目4-1 差压式液位计一、工作原理将差压变送器的一端接液相，另一端接气相g H p p A B ρ+=因此g H p p p A B ρ=-=∆结论：当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可以了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。
若容器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相连接。
以平衡气相压力P 的静压作用。
二、用法兰式差压变送器测量液位当测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒，以及黏度大、易凝同等介质的液位时，为解决引压管线腐蚀或堵塞的问题，可以采用法兰式差压变送器，如右图所示。
变送器的法兰直接与容器上的法兰连接，作为敏感元件的测量头1(金属膜盒)经毛细管2与变进器的测量室相连通，在膜盒、毛细管和测量室所组成的封闭系统内充有硅油，作为传压介质，起到变送器与被测介质隔离的作用。
变送器本身的工作原理与一般差压变送器完全相同。
差压变送器原理差压式液位计
液位测量之差压式液位计一、差压式液位计概述差压式液位计是利用液柱产生的压力来测量液位高度的仪表，在液位发生变化后，高压侧法兰处膜片所接收到的压力就会随之变化，变送器计算出的压差值也会随之发生变化，它们之间有线性的关系。
通常情况下高压侧（H侧）与低压侧（L侧）不能装反，一般H侧装于设备低处，L侧装于设备高处。
变送器根据测量范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～35MPa）和微差压变送器（0～1.5kPa），负压变送器三种。
从精度角度讲一般压力变送器精度等级为0.5。
所以近年来又可以分为高精度压力变送器（0.1或0.2或0.075）。
如果液相密度变化较大，则不宜采用差压式液位计。
二、差压式液位计的结构及工作原理1、双法兰差压变送器结构：主要部件为传感器模块、电子元件外壳、毛细管、高低压侧法兰及膜片。
2、差压式液位计工作原理：将一个空间用敏感元件（多用膜盒）分割成两个腔室，分别向两个腔室引入压力时，传感器在两方压力共同作用下产生位移，这个位移量和两个腔室压力差（差压）成正比，将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号（4-20mADC信号）输出，毛细管、导压管、填充液的作用是将所接收到的压力传递给变送器内部进行运算。
差压变送器所测量的结果是压强差，即△P=ρg△h。
三、差压式液位计的种类及应用差压变送器有普通差压变送器和微差压变送器，根据外形结构可分为：单法兰式差压液位计、双法兰式差压液位计、平衡容器式差压液位计。
1、单法兰式差压液位计：单法兰液位变送器可对各种敞口容器进行液位测量，有平法兰和插入式法兰两种，它可以直接安装容器的法兰上。
可以测量高温、高粘度、易结晶、易沉淀和强腐蚀等介质的液位、压力和密度。
与双法兰式差压液位计的区别：从工程应用来说：都只能测固定密度液体液位，单法兰变送器只能用于与大气想通的常压设备的液位，而双法兰变送器则可以适用密闭设备测液位；2、双法兰式差压液位计：双法兰式液位变送器是使用毛细管法兰变送器进行测量，它相当于将变送器测量元件中的隔离膜片延长到设备开口处，可以有效的消除粘稠、腐蚀或存在严重相变的介质对测量带来的影响。
液位测量差压式液位计
（4）差压变送器的引压管应在水平方向引出足够距离（一般 不小于1m）后向下敷设，以保证引压管内的水温等于环境 温度。 （5）汽包水位的汽、水侧取样管和取样阀门均应良好保温。 单室平衡容器及参比水柱的管道不保温，双室平衡容器正 压取样管以上部位不保温，以下部位应保温。引到差压变 送器的两根引压管应平行敷设并共同保温，以保证两根引 压管内的介质具有相同的密度。同时应根据现场防冻需要 加伴热措施，并确保对可靠的水位信号，在安装平衡容器时应注意 以下几点： （1）每个平衡容器都应具有独立的取样孔。取样管应穿过 汽包内壁隔层，管口应尽量避开汽包内水汽工况不稳定区， 若不能避开，应在汽包内取样管上加装稳流装置。为防止积 水或积汽，取样截止阀应横装且阀杆应处于水平位置。 （2）平衡容器与汽包连接的取样管，至少应有1:100的坡 度，汽侧取样管应向上向汽包方向倾斜，水侧取样管应向下 向汽包方向倾斜。 （3）双室平衡容器的疏水管应单独引至汽包水循环最快的 下降管，并在疏水管上加装截止阀，疏水管的竖直长度应大 于10m，以保证平衡容器内无水而又不至于抽空。若发生抽 空现象时应关小截止阀的开度。该管路不做保温。
四、差压式水位测量系统
（一）差压式水位测量系统的组成 作用:差压式水位测量系统能把水位信号实时转化为4～ 20mA直流电流信号，以便于实现水位的自动控制和保护。差 压式水位测量系统与具有逐步取代液位开关而承担保护功能的 趋势。许多电厂的汽包、除氧器和高压加热器的水位高低保护 信号均来自差压式水位测量系统。 差压式水位测量系统主要由平衡容器、引压管、取源阀门、 三阀组、差压变送器、压力变送器及DCS（或智能水位计） 等组成.
一般情况下，与平衡容器（或汽侧）相连的取压管称为正压 管（或高压侧），与水侧相连的取压管称为负压管（或低压 侧）。正压管与差压变送器的高压侧相连，负压管与差压变送 器的低压侧相连，称之为正安装；反之称为反安装。
差压式液位计
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1
差压式液位计的零点迁移
授课人：汪媛媛
精选可编辑ppt
2
教学目标
1 零点迁移现象及影响（重点）
零点迁移的概念 有迁移与无迁移的区别 迁移机构及用途
2 零点迁移的分类及判断（重点、难点）
零点迁移的分类 零点迁移的判断
1
精选可编辑ppt
3
一、零点迁移现象及影响
1、零点迁移的概念
25
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为
15106mA
25
这就是说,当贮罐内的压力由12MPa变化到 15MPa时,变送器的输出电流只变化了1.2mA。
由本例题可知，如果确定正迁移且迁移量为 7MPa，则变送器的量程规格可选为16MPa。那么 此时变送器的实际测量范围为7～23MPa，即输入 压力为7MPa时，输出电流为0mA；输入压力为 23MPa时，输出电流为10mA。这时如果输入压力 为12MPa，则输出电流为
127103.12m 5 A
237
23
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15
输入压力为15MPa时,输出电流为
157105mA
237
由此可知，当输入压力由12MPa变化到 15MPa时，输出电流变化了1.875mA，比不 带迁移机构的变送器灵敏度提高了。
变送器的准确度等级仍为0.5级，此时仪表 的最大允许绝对误差应为(23-7)×0.5% = 0.08MPa，所以，由于加了迁移机构，使仪 表的测量误差减少了。
测量范围为025mpa准确度等级为05级这时允许的最大绝对误差为102512由于变送器的测量范围p为025mpa输出信号i范围为010ma而变送器pi故压力为12mpa时输出电流信号为22bg15102515压力为15mpa时输出电流信号为这就是说当贮罐内的压力由12mpa变化到15mpa时变送器的输出电流只变化了12ma
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△P=ρ液 g H液高
如果被测液体的密度ρ液是稳定的，且g-重力 加速度9.8m/s²则：
密闭容器中A、B两点的压差△P与液位高 度H成正比。
在敞口容器中P（B点表压）与液位高度H 成正比。
即只要测出P或者△P，就可以知道敞口容器
差压式液位计
容器中液体介质液面的高低(称为液位) 两种不同液体介质的分界面的高低(称为界面) 固体块、散粒状物质的堆积高度(称为料位)
用来检测液位的仪表称液位计 检测分界面的仪表称界面计 检测固体料位的仪表称料位计
内容概述
初步认识差压式液位计 差压式液位计的原理 差压变送器 差压式液位检测的三种方式 差压式液位计的“迁移” 常见故障分析
平衡式差压液位计
差压式流量计的“迁移”
变送器实际感受到的压差
差压变送器在液位检测时，有时感 受到的并不仅仅是液位变化带来的 差压（压力），同时，还有正负引 压管内液柱所带来的压力！
正压侧受到压力： P正=P+ ρ液gH液高+ρ1gh1 负压侧受到的压力： P负=P+ρ2gh2
则差压：
△P= ρ液g H液高+ρ1gh1-ρ2gh2 显然，要想得到正确的液位号，
必须将ρ1gh1和ρ2gh2的影响 除掉，这就要用到差压变送 器的迁移功能！
设P1= ρ1gh1（正压侧液柱压力） P2= ρ2gh2（负压侧液柱压力）
变送器实际差压△P= ρ液gH液高 +P1 -P2 若将差压变成：
△P= ρ液gH液高 -（P1-P2） 则将不受ρ1gh1 和ρ2gh2的影响！
当变送器位于法兰以下时：
P1-P2= ρg（0.3-0）=0.3 ρg （正迁移）
而当变送器和法兰处于同水平面时：
P1-P2= ρg（0-0）=0 （不用迁移）
例1：变送器与下取压口等高，上下取压口间 距2200mm，负压管内灌充乙二醇（密度为 1113kg/m3)求迁移量。
答：变送器与下取压口等高，故h1=0
或密封容器内的液位高度！这便是差压式液位 仪表的工作原理！
差压式变送器
差压式液位计核心部件
差压变送器
差压变送器工作原理
理论上测量差压是分别测出A、B两点 压力后在进行运算得出压力差，但现 实中因为设备本身所带的静压力和精 密程度，使得差压信号的分辨难以实 现。
因此最理想的办法是比较两个压力， 差压变送器就是根据这个需要设计制 造出来的。
差压液位测量的三种方式
一、双法兰式液位测量
双法兰式液位测量用于密封容 器液位检测，主要常用于检测 量程比较大的高塔、罐的液位。
二、单法兰式液位测量
单法兰式液位测量应用于敞口容器 的液位检测。
本厂应用如储水罐液位检测，贫液 罐液位检测等。
三、平衡式差压液位测量
平衡式差压液位测量适合应用于介质组分、 温度、压力存在较大变化的容器。例如， 锅炉汽包液位测量。锅炉中水、汽的温度、 压力、密度等变化波动大，液位检测条件 比较苛刻，使得液位计检测误差比较大。 而双室平衡容器的存在可以相对抵消这些 条件变化的影响。故平衡式差压水位计是 一种常见的锅炉汽包液位检测仪表！
通过变送器在不同迁移下输入/输出关系曲线 可以的道，所谓迁移就是将变送器的输入/输 出关系曲线在坐标上平移一段距离，就是将 变送器的测量范围进行的迁移！
两个易混淆的概念
测量范围：以测量的起始点到终结点
表示测量的范围。 如：-50~+50kpa，0~100kpa
量程：测量的终结点减去起始点的值。
通过上面的分析，可以明显看出：
差压法测量时的变送器迁移量等于正压 侧引压管液柱对变送器的压力减去负 压侧引压管液柱对变送器的压力！
即迁移量为（P1-P2）
设H=1m h1=0.7m h2=0.3m h3=0.4m正负压管内都为硅油。
变送器位于下法兰下侧时： P1-P2= ρg（0.4-1-0.4）
PB为B点静压； H为液体高度；
ρ-液体密度 g-重力公式可知： A、B两点的差压为： △P=PB-PA=（PA+ ρ液 g H液高）-PA
即：△P= ρ液 g H液高
若是敞口容器（PA为大气压力）则： P=PB=ρ液 g H液高
（P为B点表压）
= - ρg （负迁移） 变送器位于两法兰之间时： P1-P2= ρg(-0.3-0.7)
= -ρg (负迁移） 变送器与下法兰水平时： P1-P2= ρg（0-1）
= - ρg （负迁移） 可知双法兰式液位计两法兰片不
在同一水平位置时，只能进行 负迁移！
设单法兰式液位计量程H=1m,单法兰内为硅油， 变送器位于法兰下时h=0.3m
单法兰式差压液位计
双法兰式差压液位计
平衡式差压液位计
差压式液位计的工作原理
流体静力学原理
流体静力学原理（阿基米德原理）
静止状态的流体内物体所受浮力F浮
有：F浮 =ρ液 g V排
由 F =P表压 S表面积
可推导出：
P压力= ρ液 g H液高
（差压式液位计的工作依据）
差压法测量原理
PA为密封容器中A点静压 （气相压力）；
P1=ρ1gh1=0 则迁移量=P1-P2=0-ρ2gh2=0-(2200*9.8*1.113)
如图，当两侧压力分 别作用在两侧的隔离 膜片上时，压力通过 硅油传导到测量膜片 两侧，当两侧压力不 等时，测量膜片便会 向一侧偏移，通过电 子电路检测出这个位 移，就可以知道两侧 的压力差。进而换算 出相应的液位高度！
本厂应用的三种差压变送器
横河EJA差压变送器
罗斯蒙特差压变送器
ABB差压变送器
如： -50~+50kpa和0~100kpa的变送 器，他们的量程都是100kpa
以上可知，所谓迁移就是将变送器的 输入/输出关系曲线在坐标上平移一段 距离。因此可以将迁移理解成量程不 变的情况下改变变送器的测量范围。
一般我们把这种量程范围的调整，称 作“迁移”。
以上已知：△P= ρ液gH液高 -（P1 -P2） 则将不受ρ1gh1 和ρ2gh2的影响！