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什么是投入式液位计液位变送器安装方法详解


文章日期:2018-01-19|阅读数:



本文概述:
      投入式液位传感器(又名投入式液位计、液位变送器是一种通于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,来间接测量液位的压力传感器,结构为采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准4-20mA等类型的电信号。目前被广泛应用于城市供排水、污水处理、地下水、水库、河道、海洋等水位监测领域。也适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。其安装方式非常方便,可以将液位变送器的传感器部分可直接投入到液体中,变送器部分可用法兰或支架固定,安装使用简单易行。
投入式液位变送器比浮球式、干簧管式、浮球磁致伸缩式、雷达式、超声波式的明显优势。但目前市场上的产品都是表压,不能测带压容器的液位。生产实际需要,本文设计出了能测量带压容器的投入式液位变送器,并且带有一定的温度自补偿功能,解决了生产中的测量难题。   
     差压变送器和差压双远传双法兰变送器可以测量带压罐内的液位。比如:火力发电厂的汽包液位测量。使用中,差压变送器低压端安装在与汽包相连补偿式平衡容器底部,高压端安装在与汽包相连的平衡容器的与汽包正常水位平齐的位置。如图1所示。

投入式液位计 
 
  但是对于只有一个上边的取压口的密闭容器或者是半地下罐,用现有的差压变送器就不行。用浮球式液位计,对于高压和粘稠介质,也不行,球会被压坏或粘住不动;用雷达和超声波液位计,有盲区,造价又高。
  我们设想用差压原理,将差压高压端(H端)做出充油的毛细管和受压膜盒,毛细管加膜盒长度为从带压容器上的连接器到容器底部;差压变送器低压端(L端)也做一个膜盒,膜片直径同高压端的膜盒。这个膜盒置于上端的容器内,连接器下,也可以置于连接上边的封闭腔室内,封闭腔室与连接器(法兰)上有差压传感器低压端引压孔,与被测容器相连。用以自动减去容器内压力。为了使差压变送器高低端由于真空下充灌硅油等导压介质对差压造成的误差尽可以少,将低压端的毛细管做成与高压端等长,毛细管下端封闭。这样,双向毛细管所产生的压力几乎相等,产生差压几乎为零。这样设计还有另外一个重要功能,就是,无论充填什么样的导压介质,都要产生膨胀与收缩,只要有温度变化,这种变化就有,由于双向等长等容,两个膜盒几乎处于同一温场,这种温度变化产生的影响可以自动抵消,由充填导压介质产生的误差很小。
  由于所用差压变送器原理,所投入带压容器内的是不带电能量的毛细管膜盒,无附加防爆危险。
  技术指标:如DPS8H-AN带压容器液位变送器。精度***优可达:±0.1%F.S;温度飘移:±0.2%F.S/50℃;适应温区:-40℃~200℃。
  对比试验:DPS8H-AN液位变送器(0~20kPa,0~2m)与DPST-LT单法兰单远传差压变送器(0~20kPa)相比较。
  实践中,除了选用有自动平衡压与温度补偿外,膜盒内的容积也“斤斤计较”。在高真空下,对导压液体介质进行除汽、脱水工艺处理,保证导压介质的物理性质;充油时,对充入每个膜盒和毛细管中充油量进行计量。保证充入每端的油量一致。这就保证了设计思想的执行。
  除了上述充油质量的保证外,在膜盒结构上也给予了保证。采用了仿形膜片膜盒,保证了膜片波纹形状与膜盒基底上的波纹很好地匹配,利于人为计量控制充油量,对充油量的可控十分重要。更有利于使用过程中耐冲击和维护清理刷洗,膜片可刷洗很重要。如:液位变送器所测介质是低温介质,根据所充导压介质的体积膨胀系数,计算出充足的导压介质容量,以防止在低温下,由于导压介质收缩,将膜片“抽压”到膜盒基底上,不能正常感压,以及给传感器带来人为负压。高温使用的液位变送器,在常温下就要少充导压介质,留出膨胀余地。
  结构的密封保证。在现有的投入式液位计的结构上,普遍采用橡胶环、垫等来密封传感器到壳体上;电缆也采用橡胶密封办法固定。这是不十分可靠的方法。我们大部分采用氩弧焊,关键结构处采用电子束焊。这样有效地防止含有钼元素的不锈钢,在较长时间熔焊时,钼元素的析出,影响焊口的耐腐蚀性能。同时也减少了焊接应力。对于产品的使用寿命十分有益。我们设计的可测量带压容器投入式液位变送器实现了全部不锈钢结构,全焊接。因此也很顺利获得了防爆证。
  结论,我们所设计的带压容器投入式液位变送器,供电24V.DC,输出4mA.DC~20mA.DC,二线制,精度±0.1%F.S,温度飘移:±0.2%F.S/60℃;稳定性:±0.2%F.S/年;耐静压值:≤32MPa;适应温区:-40℃~200℃;投入部直径***小Ф40mm;也可以是带有HART及其它总线的数字产品。无论从哪方面来说,都是一种适用的技术产品。
这种产品及设计思想,很容易做出投入式密度计产品,如图2所示。

投 入式液位计


安装方法

在静态液位中安装方法:在敞口的容器中测量静态液位时,把投入式液位变送器的探头直接投入到容器底部,在容器开口处用尼龙带或三脚可调安装架等将电缆线(接线盒)固定即可。

投入式液位变送器安装图

投入式液位变送器安装图

在流动液位中安装方法:在流动的液体中测量液位时,因介质波动较大,可以在液体中插入一根Φ45mm的钢管,同时在水流方向的反面不同高度的管壁上打若干小孔,使液体流入管内。另一种方法是在液体底部加装阻尼装置,以过滤泥沙和消除动态压力和波浪对投入式液位变送器安装测量的影响。

投入式液位变送器应安装在静止的深井、水池中时,通常可以把内径Φ45mm左右的钢管(在不同高度打若干小孔,以便水流通畅进入管内)垂直固定于水中,然后将投入式液位变送器的传感器部分放入钢管中即可使用。液位变送器的安装方向应为垂直,安装位置应远离液体出入口及搅拌器。在有较大振动的使用场合,可在变送器上缠绕钢丝,利用钢丝减震,以免拉断电缆线。测量流动或有搅拌的液体液位时,通常把内径Φ45mm左右的钢管(在液体流向的反面不同高度打若干小孔)。

怎样解决抗干扰

投入式液位变送器稳定性好,精度高,安装使用方便。但在日常使用中还会受到很多因素的影响。为使用户能够更好的使用投入式液位变送器,为广大消费者提供一下解决办法。

传统的安装方法:就是在测量一个小水箱的液位时,把液位变送器传感器直接安装在水箱的底部,传感器的线性化不错。但存在一个问题,当水箱上面有水流下来时,会使下面的压力值波动比较大。从绍兴中仪技术部分析数据来看,用每1秒钟取出一个数据,从一天几次进放水时的液位测量,显示的数据波动比较大,其中又有正确的数值;用10ms取出一个数来平均,效果也不好。如何进行解决?

防干扰解决方法

因为数据不准确的原因来自水流的冲击,那么我们安装投入式液位变送器时只要避免液体下流时压力直接冲击探头,或者用其他的物体挡住液体下流时候那瞬间直接冲击的压力就可以了。

方法一、把进水口装成淋浴式的,把一股大水流切断成小水流喷洒下来,效果还不错;

方法二、把进水管口弯一下,使进水口略微往上翘一点,水在出来时会首先往空中抛然后再落下,减少了直接冲击(将动能转换成势能)。

方法三、在水中安装内径45mm左右钢管,水流入口反方向位置打若干小孔,液位计探头安装在钢管内可以减少冲击,提高稳定性。

安装注意事项

1、投入式液位变送器运输、储存时应恢复原包装,存放在阴凉、干燥、通风的库房内。

2、如在日常使用中发现异常,应立即切断电源,停止使用,进行检查,或联系绍兴中仪厂家解决。

3、接供电电源时应严格按照随机接线说明进行连接,不可反接,不可接错。

工作原理

投入式液位计ZYK20系列采用静液压测量原理,当测量探头放入液体中时,设大气压力为Po,液面到测量元件高为h,液体密度为r,当地重力加速度为g,则变送器探头上所受压力为:Pl=Po+r×g×h,敏感元件的负侧通过导气电缆与大气相通所受压力为:P2=Po于是测量元件所测到的压力差值为:P= Pl-P2=r×g×h,对于特定的液体介质和确定的地区,r和g均为常数,于是P口h,即可由仪表输出电流大小得到液位高度,即水深。


投入式液位计与液位变送器的区别:
液位变送器:是对压力变送器技术的延伸和发展,根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理,实现对水、油及糊状物的体积、液高、重量的准确测量和传送。
   投入式液位计:投入式液位计(投入式液位变送器)是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理,采用扩散硅或陶瓷敏感元件的压阻效应,将静压转成电信号。经过温度补偿和线性校正。转换成4-20mADC标准电流信号输出。投入式液位变送器的传感器部分可直接投入到液体中,变送器部分可用法兰或支架固定,安装使用极为方便。
 液位变送器的特点:
  1.安装简单、使用方便,互换能力强。
  2.适合容器内液体介质的液位、界面的测量。除现场指示,还可配远传变送器、报警开关、检测功能齐全。
  3.指示新颖、读数直观、醒目、观察指示器的方向可根据用户需要改变角度。
  4、测量范围大,不受贮槽高度的限制。
  5、指示机构与被测介质完全隔离,密封性好,可靠性高,使用安全。
  7、高品质传感的灵敏度高,响应速度快,准确反映流动或静态液面的细微变化,测量准确度高。
  8、具备本安防爆和隔离防爆能力,可应用于各种危险场所。
  9、务有防阻塞型设计可实现对糊状介质液位的测量。
  10、100%等分刻度、LED、LCD三种指示表头,现场读十分方便。
  11、4—20mA DC二线制信号传送,抗干扰能力强,传输距离远。
  12、精细独特的零点、满程、非线性补偿,保证仪表使用条件范围内的精度,长期稳定性好。
  13、压力传感器直接感测液位压力,不受介质起泡、沉积的影响。
  14、使用被测介质广泛,可测油、水及与316不锈钢兼容的糊状物,具有一定的防腐能力。
 投入式液位计特点:
  1、稳定性好,精度高
  2、投入式液位变送器直接投入到被测介质中,安装使用相当方便。
  3、固态结构,无可动部件,高可靠性,使用寿命长从水、油到粘度较大的糊状都可以进行高精度测量,不受被测介质起泡、沉积、电气特性的影响宽范围的温度补偿。投入式液位变送器具有电源反相极性保护及过载限流保护。
  4、投入式、直杆式、法兰式、螺纹式、电感式、旋入式、浮球式结构设计,备有防阻塞型设计,安装简单,使用方便、互换能力强,高品质传感器的灵敏度高,响应速度快,准确反映流动或静态液面的细微变化,测量准确度高。

  江苏华云仪表有限公司是国内重点测控工程成套单位,专业从事流量仪表,液位仪表,数显控制仪表研发生产企业,产品技术源于德国美国,按照国际标准设计生产出了气体,液体计量专用仪表。产品广泛应用于石油、化工、环保、冶金、电力、交通、食品、医药、军工、科研等各种行业的贸易结算和计量 。
 
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