分析应用法兰变送器准确高效测量实际液位情况

　　在液位测量中有一类使用量特别广泛的液位测量仪表，就是法兰式液位变送器，法兰式液位计变送器的选型分单、双法兰之分。单法兰液位变送器是指变送器的正压侧是法兰结构，直接与测量介质的接口相连，负压侧是釆用引压管将测量介质与变送器的容室相连。

　　法兰变送器是在普通的变送器基础上增加了一个远传密封装置构成的，所以也叫远传式变送器或隔膜密封式变送器。

　　远传密封装置由法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分组成。

　　工作时，被测介质作用在法兰膜盒的隔离膜片上，使膜片产生变形，然后通过毛细管内的填充液，将压力传送到变送器的敏感元件上，经转换，仪表便输出相应的信号。

　　法兰变送器和普通变送器相比，有如下区别。

　　1、在普通的变送器中，被测介质通过导压管而进入变送器测量室。如果被测介质是粘稠液体，则容易堵塞导压管。现在用毛细管代替导压管，堵塞现象便不会存在。因为毛细管是密封的，它里面的填充液是经过挑选的，化学物理性能稳定，不会像导压管内的介质那样，易凝冻，易汽化，因而不必像普通变送器那样加隔离液，安装隔离器、冷凝器等辅助设备。这样，测量精度便可提高，维护工作量便可减少。

　　2、因法兰膜盒远离变送器本体，所以仪表的接触液体温度可以提高，应用范围可以扩大。

　　3、对仪表本身来说，由于法兰变送器比普通变送器多了一个远传密封装置，因而仪表的结构较为复杂，精度下降，故障的可能性增加。

　　1.测量原理计算方法

　　生产中设定法兰式液位变送器量程及上下限很重要。在油田生产过程中,被测介质始终以液态的形式出现。由帕斯卡定律可知,流体在底部产生的压强只与其本身的密度和高度有关。

　　单法兰液位变送器,其量程范围好确定,只要知道其安装的底部位置距容器的较大高度即可。如某罐安装一台单法兰液位变送器,其距罐顶部高度为10m,那么由公式计算可得其量程范围为100kPa。当然考虑到罐高为10m,同时为了避免超出范围,可选定量程值为120kPa。单法兰液位变送器存在正迁移情况,这也是根据生产需要而定。双法兰液位变送器比较特殊,由正负两个感压膜片组成,各通过一段密封内充硅油的毛细引压管与表的正负压室连接。安装后,连接负引压管的法兰升高,其内的硅油就对负压室产生了压强。因此,为了保证测量值的准确性,消除负压室带来的影响,双法兰液位变送器安装后,其量程必须进行负迁移,具体算法如下:假设安装后两法兰间的高度为h,仪表量程为ρ介gH,其负压室压强为ρ硅gH,因此该表的迁移量为ρ介gH,迁移后该表的下上限为-测ρ硅gH—(ρ介-测ρ硅)gH,此值计算完毕后,变为该表的下、上限值了。在以后的实际安装过程中,只要上、下间两法兰的距离不变,变送器安装在何位置都不会影响检测液位的结果。

　　2.安装后运行调试工作

　　法兰式液位变送器安装完毕后,在应用前需要对其进行调试,使法兰式液位变送器检测显示的结果与实际被测液位符合,以满足生产上的要求。由于原油的密度(0.85左右)比水的密度(1.0)要小一些,而且通常情况下,测量的介质并不是纯油或纯水,有些情况下是油水混合物,这样油水混合物的密度就是一个变量。这一客观因素的存在就要求法兰式液位变送器安装投运后需不断进行调试,使其检测显示的结果尽可能地与实际被测液位接近,以便满足油田生产上的需要。

　　3.检测液位的影响因素

　　法兰式液位变送器安装后,其检测显示的液位数值与实际容器内的液位是否相符要受到各种因素的影响,根据多年的现场经验总结,影响因素主要有下面几个方面:

　　(1)安装位置。

　　法兰式液位变送器感压部位都不安装在容器的底部,而是安装在离容器底部有一段距离的位置。仪表投运后,要把这段距离加到二次表或微机的量程中,不能忽略这一过程。法兰式液位变送器开孔安装的位置要离容器的进出液管线口远一些,避免液体进出流动及对仪表感压膜片冲击造成对检测结果的影响。

　　(2)被测介质。

　　法兰式液位变送器投运后,还要注意进入容器内的被测介质是什么,是原油、水还是油水混合物。这是因为被测介质的不同,其密度也不同,这就会影响到法兰式液位变送器检测的结果,就会产生测量误差。这种情况下,要消除这类误差,就要考虑实际生产中被测介质的密度。

　　(3)感压膜片损坏压力受阻。

　　法兰式液位变送器依靠其感压膜片来接收液位产生的压力,感压膜片面积较大,而且是暴露在外,安装时一定要注意,感压膜片不能受到任何的损伤。一旦受到损坏而造成感压膜变形,该法兰式液位变送器就不能正常运行工作了。法兰式液位变送器通常用来检测那些粘稠、易堵的介质。其感压膜片虽然感压面积较大,但长期被一部份介质包围,而这些介质又不流动,时间长了就会造成这部份介质老化、凝结,将法兰式液位变送器感压膜片密封住,致使感压膜片与实际液位隔离,检测液位不准确。

　　(4)引压管受损、堵塞或进液。

　　双法兰液位变送器通过毛细引压管将正负感压膜片与正负压室连接,如果两根毛细引压管有任一个折断或漏油,该表无法正常工作。因此,安装或维修维护双法兰液位变送器时,注意不能让毛细引压管受到损坏。单法兰液位变送器安装在密闭容器上测量液位时,其负压室需连接一个引压管与密闭容器的顶端连通,用以消除容器中的系统压力。负引压管由于与容器内部直接相通,这样容易进入蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成液体,积累在引压管内,或某种原因引压管内充液,使引压管内液体存在液位,就会影响到检测结果;如果单法兰液位变送器在仪表箱的保暖措施不好,在冬季寒冷天气,就会使引压管内的液体冻结,造成负压室与容器的压力隔绝,使仪表失去检测功能。

　　4.应用中的故障现象及处理方法

　　从实际维修维护上看,法兰式液位变送器测量液位时出现的故障现象主要有下面一些:

　　(1)显示值固定不变。

　　当法兰液式液位变送器传递给相应的二次仪表或微机上的显示值固定不变时,多是由于感压膜片受阻或该表内部电子元件损坏造成的。如果用手操器信号能够与该表信号相互传递,说明表的感压膜片受阻。如果手操器信号无法进入该表,判断表内的电子元件损坏。

　　(2)显示值为负数。

　　当二次仪表或微机上的显示值为负数时,多是由于引压管堵塞或进液过多造成的。解决办法疏通引压管即可。

　　(3)实际液位值与显示值相差大。

　　当二次仪表或微机上的显示值比实际值要小时,多是由于被测介质密度差异较大或安装位置引起的。如容器内原来测量的介质是原油,后来改为测量水或油水混合物。容器内的液位越高,那么实际液位值与仪表显示值相差也就越大。解决方法是重新调整微机的量程范围,与实际被测介质对应上。还有,其安装位置距容器底部的距离也可能没有加进去,在二次仪表或微机中的量程中加入此值即可。

　　哪种场合适合安装法兰变送器？

　　法兰变送器和普通变送器的使用场合通常没严格的界限。一般来说，凡是用普通变送器能测量的场合都可以用法兰变送器测量。但法兰变送器的价格高，有的还容易出现故障，因此能用普通变送器测量的地方，尽量不用法兰变送器测量。

　　以下几种场合适合选用法兰变送器：

　　1、被测介质是悬浮液体或高粘度介质；

　　2、被测介质超出变送器正常使用温度的易凝重油；

　　3、被测介质是食品或其他要求保持卫生条件、不能污染的物质；

　　4、在批量生产中，要求前一批和后一批不能交混的物质；

　　5、被测介质对变送器接头、导管和测量室有腐蚀作用；

　　6、被测介质是易挥发的液体烃。