双法兰差压变送器的误差分析
压力变送器测量误差引起原因分析
压力变送器测量误差引起原因分析
压力变送器测量误差引起原因分析
导压管使变送器和流程工艺管道连在一起，并把工艺管道上取压口处的压力传输到变送器。
在压力传输过程中，可能引起误差的原因如下：
1)泄露;
2)磨损损失(特别适用洁净剂时);
3)液体管路中有气体(引起压头误差);
4)气体管路中存有液体(引起压头误差);
5)两边导压管之间因温差引的密度不同(引起压头误差)。
减少误差的方法如下：
1)导压管尽可能短些;
2)当测量液体或蒸汽时，导压管向上流连接到工艺管道，其斜度应不小于1/12;
3)对于气体测量时，导压管向下连接到工艺管道，其斜度应不小于1/12;
4)液体导压管道的布设要避免中间出现高点，气体导压管的布设要避免中间出现低点;
5)两导压管之间应保持相同温度;
6)为避免磨擦影响，导压管的口径应足够大;
7)充满液体的导压管中应无气体存在;
8)当使用隔离液时，两边导压管的液体要相同;
9)采用洁净剂时，洁净剂连接处应靠近工艺管道取压口，洁净剂所经过的管路，其长度和口径应相同，应避免洁净剂通过变送器。
双法兰差压变送器液位测量校验全面解析
（ 华 工程科技股份有限公 司， 徽 合肥 东 安 ２０２） ３０ ４
摘要： 主要介绍 了双法兰差压变送器在测量开 口容器和密 闭容器 中的安装位置 和形式 ， 以及在何 种情况下适 宜选用双法
兰差 压 变 送 器 准确 测 量 液体 的 液位 ， 对 其 在 各 种情 况 下 迁 移 量 的 计 算 和 校 验 作 了 系 统 全 面 的解 析 ， 时 说 明 双 法 兰差 压 变送 并 同
器 在现 场 安装 中 应该 注 意 的 一 些 问题 ， 助 于 工 程设 计 过程 中 在 使 用 双 法 兰 差 压 变 送 器情 况下 安 装方 案 的应 用 参 考 。 有
关键词 ： 双法 兰差压 变送器 ； 液位测量 ； 量； 迁移 校验 ； 安装 中图 分 类 号 ： Ｐ １ Ｔ ２２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０７７２ （０６０—０２ ３ １０—３４２０ ）２０８— ０
Ｉ—— 被 测液 体介 质 的密 度 。 Ｄ 。
变 送器 检验 范 围为
Ａ ｐ＝△ － △ ２ ～ 一Ａ－ （ Ｄ＋Ａ－ ， 应 于 变 ～ ＨＩ １ ）对
送 器 的输 出（ 变送 器为 正作 用 ） ４ ２ 若 为 ～ ０ｍＡ。
２ 双法 兰差 压 变 送 器 安 装 在 开 口容 器 低 端法 ）
液体 （ 一般 为硅 油 ） 为传 压 介 质 。为使 毛 细管 经 作
久耐用， 其外 部 均套 有金 属 蛇皮管 保 护 。本 文 针对
在 大量 程 、 高温 、 黏度 、 高 易结 晶及 强 腐蚀情 况 下使 用 双 法兰 差压 变送 器测 量 液位 的系统 ， 其 不 同的 对 安 装 位置 和形 式 ， 如就计 算 迁移 量及 校验 的问题 作 系统 的全面 解 析 。 ２ 双 法兰 差压 变送 器 的安 装方 式和 计算 ［ ２ ］ 双法 兰 差 压 变 送器 可 以安 装 在任 何 高 度 和 位
双法兰变送器测量误差分析与仿真校准
双法兰变送器测量误差分析与仿真校准
闵瑞高
【期刊名称】《纯碱工业》
【年(卷),期】2005(000)004
【摘要】通过对双法兰式差压变送器在实际测量中常出现误差大的原因分析,提出利用仿真校准的方法,不仅可避免在校准双法兰变送器中一直被忽略的环节,而且可以大大提高双法兰变送器的测量精度.
【总页数】4页(P23-26)
【作者】闵瑞高
【作者单位】连云港碱厂计仪车间,江苏连云港,222042
【正文语种】中文
【中图分类】TH025
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1.法兰差压变送器液位测量系统的现场校准 [J], 刘艳;阎循忠
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双法兰差压式液位变送器的测量原理与特点
双法兰差压式液位变送器的测量原理与特点1、测量原理双法兰差压式液位变送器由差压变送器、毛细管和带密封隔膜的双法兰组成。
当膜片受压后产生微小变形，变形位移通过毛细管的液体传递给变送器。
根据公式p=ρgh（其中p为压强，ρ为液体密度，g 为重力加速度，h为深度），由两个法兰之间的压差即可计算得到液位数据。
2、性能特点双法兰差压式液位变送器精度高、结构简单、测量范围广且安装方便，可以根据被测介质的实际密度进行变送器中参数的设定。
双法兰差压式液位变送器无法进行液位的实际测量，而是测量出压差并计算，再通过PLC转换为实际液位高度。
由于自身工作原理的限制，除安装高度、被测介质和填充液的密度外，零点漂移对计算结果也会产生一定影响。
造成零点漂移的原因如下：a. 双法兰膜片接触不同的介质（被测容器内液体与液体上部的气体）所产生的温差；b. 环境温度对填充液的影响；c. 安装的影响。
3、选型设计在选型设计时需注意以下几点：a. 选择适当长度的毛细管，毛细管选用得越长对测量值的影响越大；b. 变送器安装在高压侧法兰上，便于现场安装和计算公式中高度的设定；c. 在设备法兰和变送器法兰之间设置冲洗环，便于使用过程中对压力膜片进行冲洗；d. 选择具有较小热膨胀系数的填充液，减小温度带来的测量误差。
由于差压式液位变送器结构简单，很难在结构上进行设计优化。
除上述几点选型设计时需要注意的情况之外，在设备安装过程中应注意：a. 对压力膜片进行保护，防止表面划伤和损坏；b. 紧固法兰螺栓时需对称紧固，保证法兰面受力均衡；c. 毛细管需保持自然状态，如果毛细管较长而需要固定，可以直接将毛细管捆绑在固定物上，无需将毛细管打圈后固定。
双法兰液位差压变送器调试方法
双法兰液位差压变送器调试方法摘要：在现实校验中，人们常常有个误区，他们认为只要用HART手操器就可改变智能变送器量程，并可进行零点和量程的调整工作，而不需要输入压力源，但实际上这种做法不能称为校验，只能称为“设定量程”，没有达到校准差压变送器的目的。
正确的校验应该是在施加外力的情况下，利用标准标定仪器进行零点校验与量程校验，根据现场实际工况来进行必要的量程迁移，这样才是正确的校验方法。
关键字：零点；量程；校验；双法兰差压变送器；1差压变送器简介在工业自动化生产中，差压变送器用于压力压差流量的测量，得到了非常广泛应用，在自动控制系统中发挥重要的作用。
为保证其正常运行及准确性，定期检查、校准是很有必要的。
差压变送器是测量变送器两端压力之差的变送器,输出标准信号(4~20mA)。
差压变送器与一般的压力变送器不同的是它们均有两个压力接口,来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。
差压变送器一般分为正压端和负压端,一般情况下, 差压变送器正压端的压力应大于负压端压力才能测量。
[1]2校验过程2.1 校验准备工作差压变送器经常带有三阀组，在应用中与导压管相连接的，通常的做法，需要把导压管和差压变送器的接头拆开，再接入压力源进行校准。
这样是很麻烦的，并且工作和劳动强度大，最担心的是拆装接头时把导压管扳断或出现泄漏问题。
我们知道不管什么型号的差压变送器，其正、负压室都有排气、排液阀或旋塞；这就为我们现场校准差压变送器提供了方便，也就是说不用拆除导压管就可校准差压变送器。
2.2 差压变送器的零点校验在线校验操作程序：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可对变送器进行零点校验。
以罗斯蒙特3051型差压变送器为例介绍差压变送器的调零。
松开电子壳体上防爆牌的螺钉，旋转防爆牌，露出零点调节按钮。
EJA压力变送器常见故障处理方法
EJA压力变送器常见故障处理方法EJA双法兰差压变送器的典型故障处理针对EJA智能双法兰差压变送器的具体应用情况，介绍了其典型故障的详细处理方法。
实践证明：只有正确运用和维护，才能保证仪表的长期稳定运行。
基于微处理器的现场智能变送器与常规变送器相比，具有精度高、可靠性高、稳定性好、测量范围宽、量程比大等特点。
既有与具有相同通信协议的DCS系统或现场通信控制器、设定器进行数据通信功能，又有对智能变送器的各种参数进行修改、设定、实现远程调式、入机对话、在线监测等功能。
和所有智能仪表一样，智能变送器还具有较为完善的自诊断功能。
1、EJA智能双法兰差压变送器的典型故障EJA智能双法兰差压变送器是日本横河电机有限公司的产品，在抚顺石油一厂，该产品被大量的用于塔、罐、容器的液位测量。
在使用过程中，由于使用方法不当而造成了较多的故障，严重影响了仪表的正常使用。
作者对实际故障做了大量的分析研究，发现其故障主要有以下三类：① 测量超限造成的无显示值。
② 与安全柵不配套，造成回路无测量信号或信号偏低。
③ 与DCS无法通信。
2、典型故障的处理方法2.1对测量超限的处理方法通过研究分析，发现此类故障通常与以下因素有关：① 仪表操作使用不当以抚顺石油一厂酮苯装置C-101液位控制系统(LICA-1201)为例，如图1所示，由于仪表始终在高液位(100%以上)运行，或仪表始终在低液位(5%以下)运行，都有可能使仪表指示为超限。
因此，要求工艺操作人员应能根据工艺流程及工艺控制要求正确判断出是仪表故障还是工艺操作不当。
所以，需要工艺人员和仪表维护人员密切配合，保证工艺介质在仪表所能测量范围内，避免使操作人员误认为仪表故障。
图1 C-101液位控制系统工艺图②仪表量程选择不当在对该厂酮苯装置中EJA智能双法兰变送器测量量程检查时，均发现变送器量程存在设计计算错误，如对LICA-1201等变送器在DCS工程师站上检查它们的量程时，发现双法兰量程无迁移，这是造成仪表测量不准及超限的重要原因，如图2所示。
差压变送器不准的原因
③虽然仪表间有兼容取证，但在应该选用变压器隔离式安全柵的场合下，却选用了本安型安全柵，使得仪表供电电压不足、无独立电源供电而形成抗干扰能力差，致使变送器不能正常工作。因此，选择一台经过取证的合适的安全柵也是保证变送器能够正常工作的必要条件。
Prep steam main supply 预备蒸汽供给
DT low pressure steam supply DT低压蒸汽供给
DT Snuff Steam main isolation valve #1 DT吸汽主截止阀#1
Solvent Heater Steam supply 溶剂加热器蒸汽供给
check valve 单向阀
Conditioner 1 & Conditioner 2 flash steam supply-checkvalve 调节装置1和调节装置2闪蒸蒸汽供给－单向阀
Extraction condensate pump outlet check valve 抽汽凝结水泵出口单向阀
1 EJA智能双法兰差压变送器的典型故障
EJA智能双法兰差压变送器是日本横河电机有限公司的产品，在抚顺石油一厂，该产品被大量的用于塔、罐、容器的液位测量。在使用过程中，由于使用方法不当而造成了较多的故障，严重影响了仪表的正常使用。作者对实际故障做了大量的分析研究，发现其故障主要有以下三类：
① 测量超限造成的无显示值。
图1 C-101 液位控制系统工艺图
②仪表量程选择不当
在对该厂酮苯装置中EJA智能双法兰变送器测量量程检查时，均发现变送器量程存在设计计算错误，如对LICA-1201等变送器在DCS工程师站上检查它们的量程时，发现双法兰量程无迁移，这是造成仪表测量不准及超限的重要原因，如图2所示。
差压液位变送器液位测量的误差分析 变送器常见问题解决方法
差压液位变送器液位测量的误差分析变送器常见问题解决方法随着工业生产的自动化、智能化程度的提高，为了适应市场需标，掌控自动化过程的仪表的技术也在不断提高，包括了生产过程中的液位计的测量、监测与掌控，目前在在全国各大发电企业中，这种现象特别明显，发电厂中对于液位的测量与监视，紧要集中于水位的掌控，水位是否合理与精准，对于机组运行的自动化设备的稳定与安全运行是特别紧要的。
例如凝汽器水位、锅炉汽包液位、加热器水位、除氧器水位等。
比如在机组刚启动过种中，各种液位测量值变化的幅度和频率相对较大，会给运行人员的操作起到误导做用及影响自动化投入率。
所以，对热工调试人员来说，正确调试和投运设备就显得特别紧要了。
目前在发电企业的生产中，常用的液位计包括了差压式液位变送器、电容式液位计、投入式液位计、浮子式液位计、超声波液位变送器等等。
本文重点对于差压液位变送器和电容式液位计在液位测量过程中碰到问题进行分析与讨论，针对碰到的问题提出了相应的解决方案，通过生产厂家的实在案例介绍了差压液位变送器在投入运行后相关的一系列情况。
2. 差压式液位变送器2.1 工作原理差压变送器工作原理就是把液位不断变化的高度差变化成压力差，再通过二次转换，变成4—20mA 模拟信号远传到CRT，供运行人员监视。
跟据下图，实在分析、写出公式。
依据压力计算公式可得如下计算式：P+=gL P— =2gH+1（L—H）g所以，得出正负压侧差压计算式如下：P= P+ — P— =gL—〔2gH+1（L—H）g〕=gL ﹙—1 ﹚— gH ﹙ 2—1 ﹚L：正负压侧取压点之间的距离。
：正压侧测量管内冷凝水密度。
2：被测量容器内水的密度﹙机组正常运行时﹚。
1：被测量容器内蒸汽的密度﹙机组正常运行时﹚。
H：被测量水位的高度。
**********************************所以，用上面的差压式液位变送器测量水位，相对精度较高，有利于机组在正常工况下进行水位调整，有利于热工掌控投自动。
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双法兰差压变送器的误差分析
摘要：双法兰变送器使用过程中受膜片接液温度与环境温度的影响，分析产生测量误差原因，供维护和选型人员参考。
关键词：双法兰；差压变送器；接液温度；环境温度
Abstract: Double flange transmitter uses process by fluid temperature and diaphragm by the influence of the temperature of the environment, and the analysis of measurement error reason, maintenance and selection are as a reference.
Key Words: double flange; differential pressure transmitter; meet fluid temperature; environment temperature
1、前言
与其他差压变送器使用环境不同，双法兰差压变送器适用于测量含有杂质、结晶、凝聚或易自聚的被测介质，用普通的差压变送器来测量这些介质可能会引起连接管线的堵塞，所以双法兰差压变送器是比较理想的选择，而且有安装方便、精度高、维护量小等优点，被广泛用来测量液体、气体和蒸汽的流量、液位、密度和压力，然后输出与测得压差相对应的4～20mA DC信号。
但在实际应用中，往往忽略了被测介质温度和环境温度的变化所带来的影响。
2、工艺状况
我厂炼油装置中催化裂化分馏塔底液位安装有两块液位测量仪表，一个是带导压管的普通差压变送器，位号LT-1202B；另一个采用的是双法兰差压变送器，位号LT-1202A。
分馏塔底液位是个重要参数，操作人员要通过油浆返塔温度、回炼油补塔、油浆外送、油浆回炼和反应深度等来控制分馏塔底液位。
所以该液位测量必须准确可靠，以达到工艺生产需求。
变送器安装见图1：
图1图2
3、测量原理及结构图
双法兰差压变送器测量液位是利用其压差测量的方法。
变送器的量程计算通过公式ΔP=ρg h来实现, ρ为所测介质密度Kg/m3，g 为重力加速度m/s2，h为所测液位的高度mm，ΔP为变送器测得的压差Pa。
当液位处于最低位置时，变送器正负压膜盒所受的压差值即为零点0%，此时压差ΔP 0% = -ρ硅油g h；
当液位处于最高位置时，变送器正负压膜盒所受的压差值即为量程100%，此时压差ΔP 100% = （ρ介质-ρ硅油）g h
双法兰差压变送器就是通过毛细管内的硅油检测出正负压差的变化，来实现液位的测量。
双法兰差压变送器结构图2所示：
4、存在的问题及原因分析
4.1存在的问题
这两台变送器自装置投产以来，每到冬季或气温变化大时候，就会出现测量不一致的现象，最多相差10%～20%，给操作人员带来困惑，影响生产的平稳操作。
经过工艺技术人员通过对物料进出多少来判断，认为带导压管的变送器LT-1202B的测量是准确的，符合生产指标，而双法兰差压变送器LT-1202A存在误差。
为此，通过对双法兰差压变送器进行试验分析，找出双法兰差压变送器测量偏差的原因，具有重要的现实意义。
4.2原因分析
双法兰差压变送器测量液位，首先在安装上找原因，安装要求：
1）按HIGH和LOW的标签所示，将法兰隔膜部安装在液罐的高、低侧；
2）毛细管必须安全地固定在罐壁上，以防止风及震动等的影响，如果毛细管太长，应卷在一起用夹子固定；
3）变送器应安装在高压侧过程连接的下方，以使毛细管封入液硅油形成正落压差，高压侧过程连接与变送器的高度应在推荐的高度600mm下方，如果不能将变送器安装在推荐的高压侧过程连接高度的下方时，则用下列算式计算：
h = 〔（P - P0）×dHg×7.5×10-3 〕/ds
P:液罐压力（Pa abs）
P0:变送器最小工作压力（环境温度：-10～50℃）
ds：填充液比重（25℃时）
dHg ：水银比重13.6（25℃时）
h如果小于等于零，将变送器安装在高压侧过程连接下方h（mm）以上的位置；h如果
大于零，将变送器安装在高压侧过程连接上方h（mm）以下的位置。
以上三点是双法兰差压变送器安装的具体要求，按照上述要求，现场经过认真检查计算，均符合安装规定。
4.3变送器参数设置检查
在现场用HART275检查变送器内部参数设置，发现变送器零点发生变化，产生漂
移，变化从何而来，通过进一步检查分析，因为分馏塔底内油浆温度在300℃左右，故变送器在设计时选用注入液为高温型（硅油）C型，见下图：
注入液接液温度环境温度
A一般型（硅油）-10～250℃-10～60℃
B一般型（硅油）-30～180℃-15～60℃
C高温型（硅油）10～300℃10～60℃
D禁油型（氟油）-20～120℃-10～60℃
E低温型-50～100℃-40～60℃
高温型（硅油）C型注入液接液温度是10～300℃，符合介质要求。
然而其环境温度范围要求是10～60℃，此范围在春夏秋季节是符合环境温度要求的，但是在隆冬季节环境温度就相差很远了。
硅油的比重与温度有直接关系，在10～300℃时硅油比重为1.09，而在-30～180℃时为0.94，所以，经计算，在10～300℃时
ΔP 0% = -ρ硅油g h = -1.09×9.8×2400 = -25636.8 Pa
当环境温度降到-30～-20℃时，
ΔP 0% = -ρ硅油g h = -0.94×9.8×2400 = -22108.8 Pa
零点从-25636.8 Pa漂移到-22108.8 Pa，
漂移量为〔-22108.8 -（-25636.8）〕/（0.88×9.8×2400）=17.05 %
0.88为介质比重。
所以此时偏差已经达到17.05 %。
用HART275编程器，重新设置计算的零点数值后，消除漂移量，其显示的测量值与LT-1202B就基本相同了，二者相差0.9 %。
所以，若不消除此漂移量，将严重威胁生产操作。
综上所述，我们一般在选择双法兰差压变送器时，主要是根据操作温度来选择膜片的硅油类型，根据操作压力来选择膜片连接法兰的磅级。
但是很多选型人员往往忽略了硅油选型不单单以操作温度为依据，还要注意环境温度对硅油允许范围的影响，特别是在我国东北地区，室外温度甚至达到-40℃，此时硅油比重已经发生了变化，由此而产生测量误差。
如果昼夜温差大，也会导致白天与夜间的测量也产生偏差，给操作人员带来误判断，也给仪表维护人员带来维护上的困难。
5、结论
对于操作温度超过300℃的工况，且环境温度达到零下很多时，我们一般不建议使用双法兰差压变送器来测量液位，可考虑用带导压管的差压变送器，并带冲洗设备，或者选用其他类型的测量仪表。
参考文献：
[1]乐嘉谦，《仪表工手册》第二版，化学工业出版社2004.1.
[2]智能变送器选型样本2003.07.（修订版）
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