電容式單法蘭液位計與電容式雙法蘭液位(wèi)計本質區別
1. 電容式單法蘭是指變送器的正壓側(cè)是法蘭結構,直接與測量介質的接口相連,而負壓(yā)側是采用引壓管將測量介質與變送(sòng)器的容室相連。優點是測量精度高,能(néng)達到變送器的測量技術指標,缺(quē)點(diǎn)就是負壓管道必須密封,且需對變送器進行量程遷移,校驗(yàn)時應將負壓(yā)管道內的介質液體的誤差遷移掉。
2. 電容(róng)式雙法蘭是指變送器的(de)正、負(fù)壓側均是法蘭結構,可(kě)以直接與需測量的容器、管(guǎn)道相連。優點是安裝容易,校驗(yàn)方(fāng)便,不需量程遷移。缺點是測量(liàng)精度(dù)不高,由於法蘭與變送器之間采用彈(dàn)性(xìng)軟管連接,內部應該是充滿矽油,所以對介質壓力變化的(de)傳遞有一定的偏差,外界溫度變換多多少少對矽油有一些影響,所以測(cè)量反映上就有一定的誤(wù)差。
電容(róng)式單法蘭液位計和雙法蘭液位(wèi)計都是采用靜壓式測量的液位計,那麽究竟哪些場合能用單法(fǎ)蘭,哪些場合能用(yòng)電容式雙法蘭的呢?
電容式單法蘭(lán)液位(wèi)計測量的是敞(chǎng)開式容器的(de)液(yè)位,電容式單法蘭 液位變送器 有設計原(yuán)理先進、品種規格齊全、安裝使用簡便等特點。
電容式雙法蘭液位計測量的是密閉式容(róng)器的液位;電容式雙法蘭(lán)液位變送(sòng)器由差壓變送器與智能放大板組合,可構成智能遠傳壓力、差壓變送器,與符合HART協議的手操器配合,可以相互通訊,進行設定和監控。
電(diàn)容式液位變(biàn)送器是測量罐(guàn)內液位(wèi)簡單可靠的測量儀器,是利用P=ρgh的原理來測量差壓來測量液位,液位的高低與液位變送器所測(cè)得差(chà)壓成正比,液位變送器的過程連接通常采用隔(gé)膜法蘭式,膜(mó)片內充矽油作為(wéi)壓力傳導(dǎo)介質。液體罐通常有敞口罐和帶壓罐之分(fèn),敞口罐上部通(tōng)大氣,測量敞口罐液位的液位變送器隻需高壓端連接(jiē)過程法蘭,低(dī)壓側與大氣聯通。而帶壓罐則需要液位變送器(qì)高低壓側連(lián)接隔膜法蘭式,以測量高低取壓側的壓力差。
電容式物位(wèi)傳感器是根(gēn)據圓筒電容器原理進行工作的。其結構如同2個長度為L 、半徑分別為R和r的(de)圓筒(tǒng)型(xíng)金屬導體,中間隔以絕緣物質,當中(zhōng)間所充介質是介電常數為ε1的氣體時,兩圓筒的電容量為:
C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如果電極的一部分被介電常數為(wéi)ε2的(de)液體(非(fēi)導電性的(de))浸沒(méi)時,則會有電容量的增量△C 產生(因ε2>ε1),此時兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極(jí)被浸沒長度為l,則電容增量為:
△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) (2)
當ε2、ε1、R、r不變時,電容量增量△C與電極浸沒的長度(dù)l 成正比,因此(cǐ)測(cè)出電容增量數值便可知道液位高度。
如果被測介質為導電性液(yè)體時,電極要用絕緣(yuán)物(wù)(如聚乙烯)覆蓋作為中間介質,而液體和外圓筒一(yī)起作為外電極。假設(shè)中間(jiān)介質的介電常數為ε3,電極被浸沒長度為l,則此時電容器所具有的電容量為:
C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) (3)
其中:R 和r 分別為(wéi)絕緣(yuán)覆蓋層(céng)外半徑和內電極外半徑。由於ε3 為常數,所以(yǐ)C 與l 成正比。
射頻電容式液位計的優缺點
1電容式液位計指示不準的原因
某化工建廠(chǎng)以來一直是用江蘇(sū)久久儀表有限公司生產的電容式液位計進行測量的。雖然也有一定的弱點:一(yī)是電極外套的絕緣材料PTFE是南四氟乙烯(xī)聚合而成的高分子 料,其應用環(huán)境溫度一般不大於1 20 C,當把它置十溫度(dù)接近200℃的介質中工作時,耐壓等級兒乎為零(líng)。而葉l壓分解器L 1 0 2控製溫度為158~180℃,控(kòng)製 力為1.7Mpa.已遠遠超過了電(diàn)極外套所要求的工作環境。二是因所測到的電容(róng)與物(wù)料的高度成正比。當物位升高後假(jiǎ)如又回落下去,則探頭可能會有掛料,這會導致電容值加大,如果是導(dǎo)電(diàn)液體情(qíng)況會更嚴重,產生很人的誤差。i是探頭到電路單元(yuán)之 的連接電纜相當一個較大(dà)的電容,而且隨溫度變化,兒其(qí)是在物料介質(zhì)常數較(jiào)小信號較弱的場俞,這些誤差將會很大。而射頻(pín)導納(nà)技(jì)術就能克服上述缺點。
2射(shè)頻導納(nà)的原(yuán)理(lǐ)
射頻(pín)導納是一種(zhǒng)從電容式發展起來的防掛料更可靠、更準確(què)、使用性(xìng)更廣的液位測(cè)量技術,射頻就(jiù)是高(gāo)頻無線電波譜,導納為阻(zǔ)抗的倒數,它是電阻忡成分、電容性成分(fèn)、電感性成分綜合而成。射頻導納可以簡單理解為用高頻無線電波譜測量導納(nà)。
3射頻導納液位計的特點
(1)地線是電(diàn)纜巾另一條獨立的導線。由於同軸電纜的中心(xīn)線與外層屏蔽存在上述關係,所(suǒ)以二者之 沒有電位差,也就沒仃電流流過, 即沒有電流從巾心線(xiàn)漏出來,相當於(yú)二首之間沒有電容(róng)或電容等十零。因此電纜的溫度效應,安裝電容等也就不會產(chǎn)牛(niú)影(yǐng)響。(2)射頻導納液位計不但檢測電容還檢測電阻與電感,這與電容式液位計相比增加(jiā)了可靠(kào)性與準確性。(3)為了解決傳感器根部掛料的問題,新(xīn)增加了震蕩緩衝器和交流(liú)變換斬波驅動器兩個電路(lù)。振蕩緩衝器補充由於粘結層或滲透層(céng)阻抗所損失的能量,而斬波驅動器與斬(zhǎn)波器一起來確保*後(hòu)得到的電(diàn)容值與(yǔ)真實物位相符的真實值。(4)由測量(liàng)電極和智能變送器兩部分組成,其通訊協議采用了HART協議。可用HART通訊器或用供貨商專門提供的專用軟件通過專用的MODEM用計算機與現場變送器進行通訊進(jìn)行(háng)零點及量程標定等。可自我檢測和遠程通訊,這使得儀表標(biāo)定(dìng)更加方便,維護量幾乎為零。
4射頻導納液位計應用實例
1999年1月九江石化總廠把此表(biǎo)應用到其尿素工段中壓分解器L102、二段真空分解器L107上(shàng),經運行表(biǎo)明(míng),幾乎沒出現過故障, 跟蹤靈敏, 指示準確。河北滄州大化已在H2SO4、HNO3等不同介質(zhì)的測量中應用了十幾(jǐ)套,經幾年運行也都非常穩定。
從以上對此表(biǎo)的分析(xī)可知,應該(gāi)說技術比較,可靠性與準確性高,故(gù)障率低,維護量小。它克服了以前所用電容式液位計的一些缺(quē)點,適用於(yú)在中壓分解器(qì)L1 02上運行(háng)。
5注(zhù)意事(shì)項
因(yīn)射頻導(dǎo)納液位計是智能型的,其本身運用了微處理器(qì)技(jì)術,采用了HART通訊(xùn)協議,所以在應用的過程中以下幾個方麵應引起注意:(1)防靜電:(2)防幹擾:(3)要想(xiǎng)使變送器與PC機或通訊(xùn)器之間(jiān)的通訊能順利進行,通訊電纜應符合(hé)該表說明書中的要(yào)求:(4)應注意電纜的分布電容對通訊的影響,對距離較長的信號傳送(sòng)應選用分布電容較低的電纜。
6綜述
射頻導納液位計是一種高可靠性、免維護的液位計,安裝非常簡(jiǎn)單(dān),既可螺紋安裝又可法蘭連(lián)接,尤其對於各種複雜惡劣的場合,其通用性是非常高的,其支持HART協(xié)議(yì)的智(zhì)能式物位變送器更顯示出***的性能(1)遠距標定:可以(yǐ)在控製回路中的任何一點進行標定。(2)較高的準確度:可以進行(háng)各種測量補償(cháng)而得到較高的準確性和穩定性。(3)永(yǒng)久保存數據(jù),不怕斷電丟失。(4)可以進行容器參考(kǎo)標定而不象模擬儀表那樣必須將探頭頂端視作零點。(5)物位的(de)任意兩點標定:隻需要兩個基本點相距大於1 0% 的任意(yì)物位點就可以進行標定,而(ér)且不分高(gāo)低順序。
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