У процесі промислового виробництва деякі вимірювані резервуари легко кристалізуються, мають високу в'язкість, надзвичайну корозійність та легко затвердівають. У цих випадках часто використовуються одно- та двофланцеві датчики перепаду тиску, такі як: резервуари, вежі, котли та резервуари на коксохімічних заводах; резервуари для зберігання рідини для виробництва випарних установок, резервуари для зберігання рівня рідини для установок десульфуризації та денітрифікації. Як однофланцеві, так і двофланцеві моделі мають багато застосувань, але вони відрізняються від відкритих та герметичних. Однофланцеві відкриті резервуари можуть бути закритими, тоді як двофланцеві мають більше закритих резервуарів для користувачів.
Принцип однофланцевого датчика тиску, що вимірює рівень рідини
Однофланцевий датчик тиску виконує перетворення рівня шляхом вимірювання щільності відкритого резервуара, вимірювання рівня відкритих контейнерів
Під час вимірювання рівня рідини у відкритому контейнері передавач встановлюється біля дна контейнера для вимірювання тиску, що відповідає висоті рівня рідини над ним. Як показано на рисунку 1-1.
Тиск рідини рівня контейнера з'єднаний зі стороною високого тиску передавача, а сторона низького тиску відкрита в атмосферу.
Якщо найнижчий рівень рідини в діапазоні вимірюваної зміни рівня рідини знаходиться вище місця встановлення передавача, передавач повинен виконувати позитивну міграцію.
Рисунок 1-1 Приклад вимірювання рідини у відкритому контейнері
Нехай X — вертикальна відстань між найнижчим і найвищим рівнем рідини, що вимірюється, X=3175 мм.
Y – вертикальна відстань від напірного порту датчика до найнижчого рівня рідини, y=635 мм. ρ – густина рідини, ρ=1.
h – максимальний тиск, що створюється стовпом рідини X, у кПа.
e – тиск, що створюється стовпом рідини Y, у кПа.
1 мH2O = 9,80665 Па (те саме нижче)
Діапазон вимірювання становить від e до e+h, отже: h=X·ρ=3175×1=3175 ммH2O=31,14 кПа
e=y·ρ=635×1= 635 мм H2O= 6,23 КПа
Тобто, діапазон вимірювання передавача становить 6,23 кПа～37,37 кПа
Коротше кажучи, ми фактично вимірюємо висоту рівня рідини:
Висота рівня рідини H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Примітка: P0 – поточний атмосферний тиск;
P1 – значення тиску, що вимірюється на стороні високого тиску;
D – величина нульової міграції.
Принцип вимірювання рівня рідини двофланцевим датчиком тиску
Двофланцевий датчик тиску виконує перетворення рівня шляхом вимірювання щільності герметичного резервуара: Сухе імпульсне з'єднання
Якщо газ над поверхнею рідини не конденсується, з'єднувальна труба на стороні низького тиску передавача залишається сухою. Така ситуація називається сухим пілотним з'єднанням. Метод визначення діапазону вимірювання передавача такий самий, як і для рівня рідини у відкритому контейнері. (Див. Рисунок 1-2).
Якщо газ на рідині конденсується, рідина поступово накопичуватиметься в трубці для направляючого тиску на стороні низького тиску передавача, що призведе до похибок вимірювання. Щоб усунути цю похибку, попередньо заповніть трубку для направляючого тиску на стороні низького тиску передавача певною рідиною. Така ситуація називається вологим з'єднанням для направляючого тиску.
У вищезгаданій ситуації на стороні низького тиску передавача є напір, тому необхідно виконати негативну міграцію (див. Рисунок 1-2).
Рисунок 1-2 Приклад вимірювання рідини в закритому контейнері
Нехай X – вертикальна відстань між найнижчим і найвищим рівнем рідини, що вимірюється, X=2450 мм. Y – вертикальна відстань від напірного отвору датчика до найнижчого рівня рідини, Y=635 мм.
Z – відстань від верху заповненої рідиною трубки для направляючих тиск до базової лінії передавача, Z=3800 мм,
ρ1 – густина рідини, ρ1=1.
ρ2 – густина рідини, що заповнює трубопровід низького тиску, ρ1=1.
h – максимальний тиск, що створюється випробуваним стовпом рідини X, у кПа.
e – максимальний тиск, що створюється випробуваним стовпом рідини Y, у кПа.
s – тиск, що створюється стовпом набитої рідини Z, кПа.
Діапазон вимірювань становить від (es) до (h+es), тоді
h=X·ρ1=2540×1 =2540 мм H2O =24,9 кПа
e=Y·ρ1=635×1=635 ммH2O =6,23 кПа
s=Z·ρ2=3800×1=3800 мм H2O=37,27 кПа
Отже: es=6,23-37,27=-31,04 кПа
h+e－s=24,91+6,23－37,27=－6,13 КПа
Примітка: Коротко кажучи, ми фактично вимірюємо висоту рівня рідини: висота рівня рідини H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Примітка: PX призначений для вимірювання значення тиску на стороні низького тиску;
P1 – значення тиску, що вимірюється на стороні високого тиску;
D – величина нульової міграції.
Застереження при встановленні
Важливість встановлення одного фланця
1. Якщо для вимірювання рівня рідини у відкритих резервуарах використовується однофланцевий ізоляційний мембранний датчик, сторона L інтерфейсу сторони низького тиску повинна бути відкрита в атмосферу.
2. Для герметичного резервуара для рідини трубка, що спрямовує тиск у резервуар для рідини, повинна бути розташована на лівому боці інтерфейсу низького тиску. Вона визначає опорний тиск резервуара. Крім того, завжди відкручуйте зливний клапан на лівому боці, щоб злити конденсат у камеру лівого боку, інакше це призведе до помилок у вимірюванні рівня рідини.
3. Передавач можна підключити до фланця з боку високого тиску, як показано на рисунку 1-3. Фланець збоку резервуара, як правило, є рухомим фланцем, який фіксується в цей момент і може бути зварений одним клацанням, що зручно для встановлення на місці.
Рисунок 1-3 Приклад встановлення фланцевого датчика рівня рідини
1) Під час вимірювання рівня рідини в резервуарі для рідини найнижчий рівень рідини (нульова точка) слід встановити на відстані 50 мм або більше від центру діафрагми високого тиску. Рисунок 1-4:
Рисунок 1-4 Приклад встановлення резервуара для рідини
2) Встановіть фланцеву діафрагму на стороні високого (H) та низького (L) тиску резервуара, як показано на етикетці перетворювача та датчика.
3) Щоб зменшити вплив різниці температур навколишнього середовища, капілярні трубки з боку високого тиску можна зв'язати разом і закріпити, щоб запобігти впливу вітру та вібрації (капілярні трубки наддовгої частини слід згорнути разом і закріпити).
4) Під час монтажу намагайтеся максимально уникати перепаду тиску герметизуючої рідини на діафрагмове ущільнення.
5) Корпус передавача слід встановлювати на відстані понад 600 мм нижче монтажної частини фланця діафрагми з боку високого тиску, щоб падіння тиску рідини капілярного ущільнення максимально додавалося до корпусу передавача.
6) Звичайно, якщо його неможливо встановити на 600 мм або більше нижче монтажної частини фланцевого ущільнювального діафрагмового розділення через обмеження умов монтажу. Або коли корпус передавача можна встановити лише вище монтажної частини фланцевого ущільнення з об'єктивних причин, його монтажне положення має відповідати наступній розрахунковій формулі.
1) h: висота між монтажною частиною дистанційного фланця діафрагми та корпусом передавача (мм);
① Якщо h ≤ 0, корпус передавача слід встановити вище h (мм) нижче монтажної частини фланцевого роздільника діафрагми.
②Якщо h>0, корпус передавача слід встановити нижче h (мм) над деталлю встановлення фланцевого роздільника діафрагми.
2) P: Внутрішній тиск рідинного резервуара (Па абс.);
3) P0: Нижня межа тиску, що використовується корпусом передавача;
4) Температура навколишнього середовища: -10～50℃.
Час публікації: 15 грудня 2021 р.