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淺談壓力變送器的壓力、壓差、流量、液位以及密度6個應(yīng)用

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時間：2018-12-20 08:46:39【小中大】

1、壓力
      壓力被認為是一種基本測量，因為它在多個過程應(yīng)用中用于測量不同的過程變量，例如：壓力，壓差，流量，液位，密度等。
總廠2-1.jpg
 
壓力變送器應(yīng)用
2、差壓
      差壓是某個壓力值和參考壓力之間的大小差異。在某種意義上，絕對壓力也可以被認為是差壓，具有全真空或零絕對值作為參考壓力。表壓也可以被認為是壓差，因為在表壓下，大氣壓是參考壓力。
3、流量
      差壓變送器的常見應(yīng)用是用于檢測流量。諸如圖4-1中所示的主要流動元件具有內(nèi)部限制。這種限制減小了工藝流過的管道的橫截面積。這種限制導(dǎo)致流體速度在經(jīng)過限制時增加。因此，緊靠限制器上游的流體具有比緊接限制器下游的流體更低的動能（速度）。通過限制的動能的這種增加通過勢能的相應(yīng)降低（靜壓）來平衡。放置在限制器兩側(cè)的龍頭看到由于流體的勢能降低而產(chǎn)生的靜壓差。
      示例：差壓變送器從上游壓力中減去下游或較小的壓力。該壓力差通常非常低，通常從1“水柱到750”水柱（0.24到186KPa），取決于流體和流速。差壓流量測量的一般表示如圖2所示。
總廠2-2.jpg
 
      通過流中的障礙物測量流速的變送器的輸出與流動不是線性的。為了使信號與流動成線性關(guān)系，有必要通過提取壓差信號的平方根來執(zhí)行算術(shù)轉(zhuǎn)換。電子差壓變送器可用于儀器內(nèi)置的平方根提取電子設(shè)備。
4、液位
      可以使用差壓式變送器或表壓式變送器進行液位測量。通常，這是基于罐是否向大氣開放或是否關(guān)閉來確定的。
打開水箱
      開放式水箱液位測量意味著水箱向大氣開放。在敞口罐應(yīng)用中，任何大氣壓力的變化都會影響罐內(nèi)的過程流體壓力。在這種類型的液位測量應(yīng)用中，變送器的低壓側(cè)測量大氣壓力，從而抵消大氣壓力對油箱液位的影響。變送器的高壓側(cè)連接到油箱，從而測量油箱中的實際液位。
總廠2-2.jpg
 
圖3打開水箱液位測量
      當要測量的水平是開放式水箱時，通常會指示儀表變送器。它可以是單端口或雙端口，單端口較便宜，但由于所需的壓力范圍較小，因此可能需要雙端口。
DP范圍計算如下：
      下限值= [H2 * G1] 
      上限值=下限值+ H1 * G1
其中
      G1 =工藝液體的比重
封閉罐
      封閉罐應(yīng)用是將罐或容器與大氣密封的地方。當過程流體從罐中填充或排空時，罐內(nèi)的壓力可以從正壓力變?yōu)檎婵?。除非得到補償，否則內(nèi)部罐壓力的這種變化會直接影響測量的液位。將差壓變送器的低側(cè)管道安裝到油箱頂部可輕松實現(xiàn)此目的。
總廠2-4.jpg
 
當要測量的水平是閉式水箱時，需要差動變送器。DP范圍計算如下：
      下限值= [H2 * G1] 
      上限值=下限值+ H1 * G1
其中
      G1 =工藝液體的比重
      較低的范圍值= [H2 * G1] - H4 * Gw，
      較高的范圍值=較低的范圍值+ H1 * G1
其中
      G1 =處理液
      Gw的比重=濕腿液的比重
在遠程密封的情況下，范圍計算根據(jù)以下公式：
      較低的范圍值= H1 x SG - H3 x SGc，較高的
      范圍值=較低的范圍值+ H2 x SG
其中
      SG =處理液的
      比重SGc =毛細管中液體的比重
計算示例
      要計算罐底部的壓力，必須知道h1的值，單位為厘米或英寸（圖5）。例如，如果h1是14“，并且罐中的材料是水，那么我們可以將底部的壓力表示為14”H 2 0。
總廠2-5.jpg
 
但如果水箱中的液體不是水，則必須進行轉(zhuǎn)換以在“H 2 0 ”中指定。執(zhí)行此操作的公式為：
      h =（h“）x（SG）
哪里：
      h =液體頭，H 2 0
      h“=實際液體頭，以英寸為單位
      SG =罐中流體的比重（無量綱）
      比重（SG）是與相同體積的水相比的單位體積液體的相對重量。例如，汽油的SG約為0.8。因此，一升汽油重量為一升水重量的8/10或80％。
      因此，當指定罐中液柱的壓力時，需要識別液體并獲得其SG。
氣泡管液位測量
      液位測量的另一種方法是借助于氣泡管或氣泡管，圖6.這可以應(yīng)用于開放或封閉的罐。在插入罐中的管道上保持恒定的空氣壓力或與罐內(nèi)容物相容的氣體。隨著液位變化，變送器測量的背壓是直接液位測量。優(yōu)點是只有管道材料暴露在過程中 - 而不是變送器。但是，該過程對通過它的氣體不敏感。
總廠2-6.jpg
 
DP范圍計算如下：
      下限值=最小孔口背壓
      上限值=下限值+ H1 * G1
其中
      G1 =工藝液體的比重
5、接口電平測量
      界面水平測量，即，測量兩種分離的液體（例如油和水）之間的界面的液位也可以使用圖7中所示的差壓變送器來進行。
      液體1和2具有不同的密度，并且只要罐中的總液位高于頂部龍頭，并且只要距離h保持恒定，密度的變化以及因此流體靜壓力將隨界面水平而變化。更改。
總廠2-7.jpg
 
      該措施既可以應(yīng)用于開放式或封閉式罐體，也可以應(yīng)用于清潔或臟污的液體中。選擇合適類型的儀器，包括法蘭安裝或遠程密封，與液位測量相同。
DP范圍計算如下：
      下限值= H1 *（SG1 - SGc）
      上限值=下限值+ H1 *（SG2 - SGc）
其中
      SG1 =較低比重
      SGc =毛細管
      SG2 中液體的比重=較高比重液體
6、密度測量
      前述原理導(dǎo)致罐中的密度測量。在這種情況下，根據(jù)密度的變化，罐中密度變化的均勻液體將在變送器上施加變化的壓力。
      只要水平保持在頂部水龍頭之上，并且只要h恒定，發(fā)射器將響應(yīng)密度的變化。密度是每單位體積的重量，例如，每立方米千克。如果密度增加，則下部抽頭上的壓力增加，發(fā)射器輸出也增加。通常，如在液位測量中，使用差壓變送器，因為跨距相對較低。
總廠2-8.jpg
 
      該措施可以應(yīng)用于開放式或封閉式罐體，也可以應(yīng)用于清潔或臟污的流體。選擇合適類型的儀器，包括安裝式或遠程密封，與液位測量相同。DP范圍計算如下：
      較低的范圍值= H1 x（SGpl - SGc）較高的
      范圍值=較低的范圍值+ H1 x（SGph - SGpl））
其中
      SGpl =處理液的最小比重
      SGc =毛細管
      中液體的比重SGph =處理液的最大比重
體積（罐內(nèi)產(chǎn)品）
      一旦確定了罐中的產(chǎn)品水平，就可以計算過程流體的體積。如果體積和測量水平之間的關(guān)系對于具有圓柱形狀的罐是線性的，則對于其他形狀不是這
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