專利名稱：差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變送器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種差壓變送器和雙法蘭壓差變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法以及測(cè)量混合物界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法。
背景技術(shù)：
在煉油、石油化工、煤化工、煤制油等行業(yè)，各種容器的液位(界位)是需要測(cè)量的重要工藝參數(shù)之一。測(cè)量液位的儀表種類繁多，如差壓式液位變送器、超聲波液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、鋼帶液位計(jì)、浮筒液位計(jì)等，須依據(jù)工藝的實(shí)際工藝工況，選用不同類型的液位計(jì)， 通常利用差壓變送器測(cè)量液位較多，利用差壓變送器測(cè)量容器液位的優(yōu)點(diǎn)是儀表安裝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉。測(cè)量?jī)煞N互不相溶混合液體的界位，以前大多采用浮筒液位計(jì)，近些年采用雙法蘭差壓變送器測(cè)量?jī)煞N互不相溶混合液體的界位較多。一、現(xiàn)有技術(shù)的確定液位差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程計(jì)算方法如

圖1所示，在圖1中，V 被測(cè)容器，LT 用于測(cè)量容器V的液位的差壓變送器， LG 與被測(cè)容器相連接的就地式液位計(jì)(通常是玻璃板液位計(jì)，它采用連通器的原理，可以在被測(cè)容器的現(xiàn)場(chǎng)直接觀察到被測(cè)容器的實(shí)際液位)。(一 )計(jì)算方法傳統(tǒng)的差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)(當(dāng)被測(cè)容器相對(duì)液位為0%時(shí)，差壓變送器正、負(fù)壓室的差壓值)與實(shí)際量程(當(dāng)被測(cè)容器相對(duì)液位為100%時(shí)，差壓變送器正、負(fù)壓室的差壓值)計(jì)算方法如下由液柱壓強(qiáng)公式P = P gh得P+ = P 2gH2+ P gh(1)P_ = ρ ^H1(2)Δ P = Ρ+-Ρ_ = ρ 2gH2+ P gh- P ^H1 (3)其中，在上述公式中P+測(cè)量液位的差壓變送器正壓室的壓力(Pa)P_ 測(cè)量液位的差壓變送器負(fù)壓室的壓力(Pa)ΔΡ 測(cè)量液位的差壓變送器正、負(fù)壓室的壓差(Pa)P i 在額定的溫度、壓力下，差壓變送器負(fù)取壓管內(nèi)介質(zhì)密度(Kg/m3)ρ 2 在額定的溫度、壓力下，差壓變送器正取壓管內(nèi)介質(zhì)密度(Kg/m3)ρ :在設(shè)計(jì)的溫度、壓力下，被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)密度(Kg/m3)g 重力加速度(9. 8 lm/s2)H1 差壓變送器到被測(cè)容器負(fù)取壓點(diǎn)的高度(m)H2 差壓變送器到被測(cè)容器正取壓點(diǎn)的高度(m)h 被測(cè)容器的液位高度(0 (H1-H2)) (m)，也可用相對(duì)高度(0 100% )來表示由表達(dá)式⑶得知
當(dāng)h = 0%=0 時(shí)Δ P。= ρ 2gH2- P ^H1當(dāng) h = 100% = H1-H2 時(shí)ΔP100 = ρ 2gH2+ P g(H1-H2)-P ^H1Δ P0 液位式差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)AP100 液位式差壓變送器的實(shí)際量程將液位式差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)整為△&，將液位式差壓變送器的量程調(diào)整為 Δ Pltltl,將變送器的信號(hào)輸出到控制室內(nèi)的DCS (或顯示儀表)，在DCS的操作站上(或顯示儀表)就可看到該液位差壓變送器的指示值，按此方法調(diào)整的液位差壓變送器的指示值應(yīng)該與被測(cè)容器上的就地液位計(jì)的指示值一致。然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，液位式差壓變送器的指示液位與相對(duì)應(yīng)的就地液位計(jì)指示的液位存在誤差，當(dāng)被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的液位在某一值時(shí)，液位變送器的指示液位可能與就地液位計(jì)指示的液位的誤差較?。划?dāng)被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的液位在另外某一值時(shí)，液位變送器的指示液位可能與就地液位計(jì)指示的液位的誤差較大，也就是說液位變送的指示液位與被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的液位間的誤差不是一個(gè)定值。這樣， 無法簡(jiǎn)單地采用差壓變送器的零點(diǎn)遷移或?qū)⒉顗鹤兯推鞯牧泓c(diǎn)與量程平移的方法來消除被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的液位與液位變送器的指示液位間的誤差。由此可見，利用按現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算方法計(jì)算出來的液位差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程調(diào)校出來的液位差壓變送器，不能準(zhǔn)確測(cè)量出被測(cè)容器的實(shí)際液位，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。(二)原因分析液位式差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程是按表達(dá)式( 計(jì)算的Δ P = Ρ+-Ρ- = ρ 2gH2+ P gh_ P ^H1在實(shí)際生產(chǎn)中，H1與擬可以用米尺準(zhǔn)確地測(cè)量出來。g是重力加速度，是一個(gè)常數(shù)。92與P1分別是在額定的溫度、壓力下，差壓變送器正、負(fù)取壓管內(nèi)介質(zhì)密度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，差壓變送器正、負(fù)取壓管內(nèi)介質(zhì)的溫度、壓力與額定的溫度、壓力是不相同的， 這就使得差壓變送器正、負(fù)取壓管內(nèi)介質(zhì)實(shí)際密度與P2和P1是不相同的。P是在設(shè)計(jì)的溫度、壓力下被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)密度，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)實(shí)際溫度、壓力與設(shè)計(jì)的溫度、壓力不同，使得被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)實(shí)際密度與在設(shè)計(jì)的溫度、壓力下被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)密度P不相同。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，有些介質(zhì)(如水)的密度在已知的溫度、壓力下是可以通過查相應(yīng)的介質(zhì)密度表來獲取，而大多數(shù)介質(zhì)特別是如汽油、柴油、液化石油氣等混合物是無法通過查表獲取被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)的準(zhǔn)確的密度。在生產(chǎn)過程中的大多數(shù)情況下， 很難準(zhǔn)確地知道被測(cè)容器內(nèi)的介質(zhì)的真實(shí)的溫度、壓力，由此可見，準(zhǔn)確獲取被測(cè)容器內(nèi)的介質(zhì)密度幾乎是不可能的。這樣一來，按傳統(tǒng)計(jì)算方法計(jì)算的液位式差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程就很難滿足生產(chǎn)過程的實(shí)際需要。二、現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量?jī)煞N互不相溶混合液體界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程計(jì)算方法利用雙法蘭差壓變送器測(cè)量罐內(nèi)兩種互不相溶混合液體界位的安裝如圖2所示。 在圖2中，T 被測(cè)容器，LT 用于測(cè)量容器T內(nèi)介質(zhì)界位的雙法蘭差壓變送器，LG 與被測(cè)容器相連接的就地式液位計(jì)(通常是玻璃板液位計(jì)，它采用連通器的原理，可以在被測(cè)容器的現(xiàn)場(chǎng)直接觀察到被測(cè)容器內(nèi)兩種互不相溶混合液體的實(shí)際界位)。(一 )計(jì)算方法現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量?jī)煞N互不相溶混合液體界位雙法差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)(當(dāng)被測(cè)容器內(nèi)兩種互不相溶混合液體相對(duì)界位為0%時(shí)，差壓變送器正、負(fù)壓室的差壓值)與實(shí)際量程(當(dāng)被測(cè)容器內(nèi)兩種互不相溶混合液體相對(duì)界位為100%時(shí)，差壓變送器正、負(fù)壓室的差壓值)計(jì)算方法如下由液柱壓強(qiáng)公式P = P gh得P+ = P ^H1+ P 2gh+ P 3g (H-h)P-=Plg(HJH)Δ P = Ρ+-Ρ_ = P 2gh+ P 3g (H-h) _其中，在上述公式中P+ 測(cè)量界位的雙法蘭差壓變送器正壓室的壓力(Pa)P_ 測(cè)量界位的雙法蘭差壓變送器負(fù)壓室的壓力(Pa)ΔΡ 測(cè)量界位雙法蘭差壓變送器正、負(fù)壓室的壓差(Pa)ρ ,測(cè)量界位的雙法蘭差變器的毛細(xì)管內(nèi)介質(zhì)(一般為硅油)密度(Kg/m3)ρ 2 在設(shè)計(jì)的溫度壓力下，被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)密度較大的介質(zhì)密度(Kg/m3)ρ 3 在設(shè)計(jì)的溫度壓力下，被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)密度較小的介質(zhì)密度(Kg/m3)g 重力加速度(9. 81m/s2)H 雙法蘭差壓變送器正負(fù)取壓法蘭間距(m)h 被測(cè)容器內(nèi)混合液體的界位(0 H) (m)，也可用相對(duì)高度(0 100% )來表示由表達(dá)式(6)得知當(dāng)h = 0%H = 0 時(shí)AP0=P3gH-PlgH當(dāng) h = 100% H = H 時(shí)Δ P100 = P 2gh-p igHΔ P0 雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)Δ P100 雙法蘭差壓變送器的實(shí)際量程將雙法蘭差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)整為Δ P0,將界位雙法蘭差壓變送器的量程調(diào)整為 Δ Pltltl,將變送器的信號(hào)輸出到控制室內(nèi)的DCS (或顯示儀表)，在DCS的操作站上(或顯示儀表)就可看到該界位雙法蘭差壓變送器的指示值，按此方法調(diào)整的界位雙法蘭差壓變送器的指示值應(yīng)該與被測(cè)容器上的就地液位計(jì)的指示值一致。然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，界位式雙法蘭差壓變送器的指示被測(cè)容器內(nèi)兩種互不相溶混合液體的界位與相對(duì)應(yīng)的就地液位計(jì)指示的被測(cè)容器內(nèi)兩種互不相溶混合液體的界位存在誤差，當(dāng)被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的在某一值時(shí)，界位變送器的指示的界位可能與就地液位計(jì)指示的界位的誤差較?。?當(dāng)被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的界位在另外某一值時(shí)，界位變送器的指示界位可能與就地液位計(jì)指示的界位的誤差較大，也就是說界位變送器的指示的界位與被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的界位間的誤差不是一個(gè)定值。無法簡(jiǎn)單地采用雙法蘭差壓變送器的零點(diǎn)遷移或?qū)㈦p法蘭差壓變送器的零點(diǎn)與量程平移的方法來消除被測(cè)容器的就地液位計(jì)指示的界位與
(4) (5)
P !gH (6)雙法蘭差壓變送器的指示的界位間的誤差。由此可見，利用按現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算方法計(jì)算出來的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程調(diào)校出來的雙法蘭差壓變送器，不能準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)容器內(nèi)兩種互不相溶混合液體的界位，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。(二)原因分析界位式差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程是按表達(dá)式(6)計(jì)算的Δ P = Ρ+-Ρ_ = ρ 2gh+ P 3g (H-h) _ P lgH在實(shí)際生產(chǎn)中，H可以用米尺準(zhǔn)確地測(cè)量出來，g是重力加速度，是一個(gè)常數(shù)。P工是測(cè)量界位的雙法蘭差變器的毛細(xì)管內(nèi)介質(zhì)(一般為硅油)密度，可認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)。口2與 P 3分別是在設(shè)計(jì)的溫度、壓力下，被測(cè)容器內(nèi)較重與較輕介質(zhì)的密度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中， 被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)實(shí)際溫度、壓力與設(shè)計(jì)的溫度、壓力是不同的，使得被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)實(shí)際密度與在設(shè)計(jì)的溫度、壓力下被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)密度P2與P3不相同，此外不論是介質(zhì)密度較小的介質(zhì)還是介質(zhì)密度較大的介質(zhì)，都不是純凈單一的液體，每一種介質(zhì)都或多或少地含有其它的液體，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，被測(cè)容器內(nèi)介質(zhì)實(shí)際密度是很難獲取準(zhǔn)確值的。這樣一來，按傳統(tǒng)的計(jì)算方法計(jì)算出來的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)與實(shí)際量程就很難滿足生產(chǎn)過程的實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種使得差壓變送器和雙法蘭壓差變送器的指示值與實(shí)際液位值相同的差壓變送器和雙法蘭壓差變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中變送器的指示值與實(shí)際液位值之間存在誤差的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，包括以下步驟獲取第一實(shí)際液位值和對(duì)應(yīng)于第一實(shí)際液位值的差壓變送器的正負(fù)壓室的第一差壓值；獲取第二實(shí)際液位值和對(duì)應(yīng)于第二實(shí)際液位值的差壓變送器的正負(fù)壓室的第二差壓值；根據(jù)第一和第二實(shí)際液位值及第一和第二差壓值確定差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程。進(jìn)一步地，通過以下公式確定差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程
權(quán)利要求
1.一種差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，包括以下步驟 獲取第一實(shí)際液位值和對(duì)應(yīng)于所述第一實(shí)際液位值的所述差壓變送器的正負(fù)壓室的第一差壓值；獲取第二實(shí)際液位值和對(duì)應(yīng)于所述第二實(shí)際液位值的所述差壓變送器的正負(fù)壓室的第二差壓值；根據(jù)所述第一和第二實(shí)際液位值及第一和第二差壓值確定所述差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，通過以下公式確定所述差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程Λ D t Λη APi - ΑΡ2 ,,APo = ΔΡι --1-1~X hihi -h2APioo'= (100%-hi')x T2+aP'hi -h2其中，所述ΔΡ/為所述差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)，所述APicic/為所述差壓變送器的實(shí)際量程，所述Ii1 ‘為所述第一實(shí)際液位值的相對(duì)值，所述Ii2'為所述第二實(shí)際液位值的相對(duì)值，所述AP1為所述第一差壓值，所述ΔΡ2為所述第二壓差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，所述第一和第二實(shí)際液位值通過與被測(cè)容器連接的就地液位計(jì)獲取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，所述差壓變送器為非智能差壓變送器，通過以下公式確定所述第一和第二差壓值A(chǔ)P1 = Δ P0+( Δ P100-Δ P0) Xh1 Δ P2 = AV(AP100-AP0)Xh2其中，所述AP1為所述第一差壓值，所述AP2為所述第二差壓值，所述APci為所述差壓變送器的原有零點(diǎn)，所述△ P·為所述差壓變送器的原有量程，所述Ii1為所述差壓變送器第一指示值的相對(duì)值，所述Ii2為所述差壓變送器第二指示值的相對(duì)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，所述差壓變送器為智能差壓變送器，通過智能通訊器的讀數(shù)確定所述第一和第二差壓值。
6.一種測(cè)量混合物界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，包括以下步驟獲取第一實(shí)際界位值和對(duì)應(yīng)于所述第一實(shí)際界位值的所述雙法蘭差壓變送器的正負(fù)壓室的第一差壓值；獲取第二實(shí)際界位值和對(duì)應(yīng)于所述第二實(shí)際界位值的所述雙法蘭差壓變送器的正負(fù)壓室的第二差壓值；根據(jù)所述第一和第二實(shí)際界位值及第一和第二差壓值確定所述雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量混合物界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，通過以下公式確定所述雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量混合物界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，所述第一和第二實(shí)際界位值通過與被測(cè)容器連接的就地液位計(jì)獲取。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量混合物界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，所述雙法蘭差壓變送器為非智能雙法蘭差壓變送器，通過以下公式確定所述第一和第二差壓值A(chǔ)P1 = Δ P0+( Δ P100-Δ P0) Xh1Δ P2 = AV(AP100-AP0)Xh2其中，所述AP1為所述第一差壓值，所述AP2為所述第二差壓值，所述APci為所述雙法蘭差壓變送器的原有零點(diǎn)，所述△ P·為所述雙法蘭差壓變送器的原有量程，所述Ii1為所述雙法蘭差壓變送器第一指示值的相對(duì)值，所述Ii2為所述雙法蘭差壓變送器第二指示值的相對(duì)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量混合物界位的雙法蘭差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，其特征在于，所述雙法蘭差壓變送器為智能雙法蘭差壓變送器，通過智能通訊器的讀數(shù)確定所述第一和第二差壓值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法。差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法，包括以下步驟獲取第一實(shí)際液位值和對(duì)應(yīng)于第一實(shí)際液位值的差壓變送器的正負(fù)壓室的第一差壓值；獲取第二實(shí)際液位值和對(duì)應(yīng)于第二實(shí)際液位值的差壓變送器的正負(fù)壓室的第二差壓值；根據(jù)第一和第二實(shí)際液位值及第一和第二差壓值確定差壓變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程。本發(fā)明還提供了一種測(cè)量混合物界位的雙法蘭壓差變送器的實(shí)際零點(diǎn)和實(shí)際量程的確定方法。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中差壓變送器的指示值與實(shí)際液位(界位)值之間存在誤差的問題。
文檔編號(hào)G01F23/14GK102435256SQ20111037898
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者劉子云, 盧煒, 梁杰燦 申請(qǐng)人:中國(guó)神華煤制油化工有限公司, 中國(guó)神華煤制油化工有限公司北京工程分公司, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司