雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)的比較
摘 要 從測量原理、零點(diǎn)與量程的計(jì)算方法、測量精度、測量穩(wěn)定性、價(jià)格及維護(hù)成本等方面對雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明: 除了雙法蘭差壓液位變送器的適用介質(zhì)溫度范圍小于浮筒液位計(jì)外，在測量精度、測量范圍、穩(wěn)定性、調(diào)校方法及價(jià)格等方面均優(yōu)于浮筒液位計(jì)。而且，在一定的測量范圍內(nèi)，可以用雙法蘭差壓液位變送器替代浮筒液位計(jì)獲得被測容器的真實(shí)液位。
在煉油、石油化工、煤化工及煤制油等工業(yè)領(lǐng)域，液位是重要的工藝參數(shù)之一。測量液位的儀表種類繁多，如伺服液位計(jì)、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)及浮筒液位計(jì)等［1］，需依據(jù)工藝的實(shí)際工況，選用不同類型的液位計(jì)。較為常用的液位測量儀表是雙法蘭差壓液位變送器和浮筒液位計(jì)，筆者將從雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)的測量原理、維護(hù)調(diào)校方法、測量精度、穩(wěn)定性及零點(diǎn)與量程的計(jì)算方法等方面對二者進(jìn)行比較。
1、問題的提出：
一般來說，在工程項(xiàng)目的《儀表專業(yè)工程統(tǒng)一規(guī)定》或裝置的《儀表說明書》中，液位儀表的選型原則是: 對于測量范圍在 2 000mm 以內(nèi)、比重為 0． 5 ～ 1． 5 的液體液面測量，與測量范圍在1 200mm以內(nèi)、比重差為 0． 5 ～ 1． 5 的液體界面測量，優(yōu)先選用外浮筒液位計(jì)。筆者對雙法蘭差壓液位變送器進(jìn)行分析研究后認(rèn)為此原則定值得商榷。實(shí)踐表明: 利用雙法蘭差壓液位變送器不僅可以在大的測量范圍內(nèi)準(zhǔn)確地測量液位，在小測量范圍內(nèi)也同樣可以準(zhǔn)確測量。因此，在液位測量與界面測量中，只要利用就地液位計(jì)或其他手段能獲得在一定測量范圍內(nèi)被測容器的真實(shí)液位，原則上可以用雙法蘭差壓液位變送器來替代浮筒液位計(jì)。
2、雙法蘭差壓液位變送器：
2.1、測量原理雙法蘭差壓液位變送器的安裝方式：
如圖 1 所示，其中 LT 為測量容器 V 的液位的雙法蘭差壓變送器，LG 為與被測容器相連接的就地液位計(jì)。就地液位計(jì) LG 通常是玻璃板( 管) 液位計(jì)，采用連通器原理，在保溫完好的情況下，可以直接觀察現(xiàn)場被測容器的實(shí)際液位。
圖 1 雙法蘭差壓液位變送器安裝示意圖
由液柱壓強(qiáng)公式 P = ρgh 可得:
p = p + － p － = ρ1 gH1 + ρgh + ρ3 g( H3 － h) － ρ2 gH2 + Z
| = ρgh + ρ3 g( H3 － h) – ρ2 gH3 + Z | ( 1) |
式中 g ———重力加速度，9． 80m / s2 ;
H1———雙法蘭差壓液位變送器到被測容器正取壓點(diǎn)的高度，m;
H2———雙法蘭差壓液位變送器到被測容器負(fù)取壓點(diǎn)的高度，m;
H3———被測容器正、負(fù)取壓點(diǎn)之間的高度 ( H3 = H2 － H1 ) ，m;
p ———雙法蘭差壓液位變送器正、負(fù)壓室
之間的壓差，kPa;
Z———雙法蘭差壓液位變送器產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移;
ρ ———在設(shè)計(jì)溫度和壓力下，被測容器內(nèi)介質(zhì)的密度，kg / m3 ;
ρ1———雙法差壓液位變送器正取壓毛細(xì)管硅油密度，kg / m3 ;
ρ2———雙法差壓液位變送器負(fù)取壓毛細(xì)管硅油密度( 通常情況下與 ρ1 的值相等) ，kg / m3 ;
ρ3———在設(shè)計(jì)溫度和壓力下，被測容器內(nèi)液體上部氣體介質(zhì)的密度，kg / m3 。
零點(diǎn)漂移 Z 具體包括: 由雙法蘭膜片接觸不同的介質(zhì) ( 被測容器內(nèi)液體與液體上部的氣體) 所產(chǎn)生的溫度差造成的雙法蘭差壓液位變送器零點(diǎn)漂移; 由于環(huán)境溫度對毛細(xì)管內(nèi)硅油的影
［2］;
響所引起的雙法蘭差壓液位變送器零點(diǎn)漂移由于安裝引起的雙法蘭差壓液位變送器零點(diǎn)漂移; 其他原因引起的雙法蘭差壓液位變送器零點(diǎn)漂移。
從式( 1) 可以看出，雙法蘭差壓液位變送器正、負(fù)壓室間的差壓 p 是隨著被測容器內(nèi)介質(zhì)高度 h 變化而變化的，此壓差被轉(zhuǎn)換為 4 ～ 20mA
后輸出。
2． 2 零點(diǎn)與量程的計(jì)算根據(jù)式( 1) ，當(dāng) h = 0 時(shí):
| p0 = ρ3 gH3 – ρ2 gH3 + Z | ( 2) | |
| 當(dāng) h = H3 | 時(shí): | |
| p100 = ρgH3 － ρ2 gH3 + Z | ( 3) |
其中， p0 和 p100 分別為雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)和量程。
式( 1) 是計(jì)算差壓液位變送器零點(diǎn)與量程的常規(guī)關(guān)系式。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，被測容器內(nèi)的溫度、壓力與設(shè)計(jì)給定的溫度、壓力均有偏差，這就使得無法準(zhǔn)確得知被測容器內(nèi)的液體密度ρ，被測容器內(nèi)液體上部的氣體密度 ρ3 和差壓液位變送器所產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移 Z。由于上述原因，在實(shí)際應(yīng)用中計(jì)算雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)時(shí)，忽略了被測容器內(nèi)液體上部的氣體與變送器的零點(diǎn)漂移; 在計(jì)算雙法蘭差壓液位變送器的量程時(shí)，將設(shè)計(jì)給定的被測容器介質(zhì)密度直接代入式( 3) 且忽略了被測容器內(nèi)液體上部的氣體與變送器的零點(diǎn)漂移。由此計(jì)算的差壓液位變送器零點(diǎn)與量程必然導(dǎo)致液位測量不準(zhǔn)，因此無法按式 ( 2) 、(3) 準(zhǔn)確計(jì)算雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程。
分析式( 1) ，當(dāng)雙法蘭差壓液位變送器按設(shè)計(jì)要求安裝后，變送器到正、負(fù)取壓法蘭間的距離
H1 和 H2 可以用直尺準(zhǔn)確測量，即 H1 和 H2 是定值; H3 是正、負(fù)取壓法蘭之間的距離，也是一個(gè)定值; g 是重力加速度。盡管在實(shí)際生產(chǎn)過程中很難獲取 ρ 與 ρ3 的準(zhǔn)確值，但在相對穩(wěn)定( 被測容器內(nèi)的溫度、壓力相對穩(wěn)定) 的情況下，ρ、ρ1 、ρ2 與 ρ3 的數(shù)值是相對固定的，也可以看成常數(shù); Z 是
由各種因素產(chǎn)生的變送器零點(diǎn)漂移，很難準(zhǔn)確得知 Z 的數(shù)值，但在實(shí)際生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定的情況下， Z 是一個(gè)定值。從式( 1) 可以看出，差壓液位變送器正、負(fù)壓室的壓差 p 與被測容器的液位 h 之間是線性關(guān)系，除了被測容器液位 h 是
變量外，其余參數(shù)均可以看成常數(shù)。由此可見，差壓液位變送器正、負(fù)壓室的壓差 p 是被測容器液位 h 的一次函數(shù)，其表達(dá)式為:
| p = Kh + C | ( 4) |
其中，h 為差壓液位變送器的指示液位，此值為與變送器相連接的 DCS 或其他儀表的顯示值，即由差壓液位變送器的輸出( 4 ～ 20mA) 轉(zhuǎn)換成的液位顯示值; K 和 C 分別為 p 一次函數(shù)的斜率和截距，均為待求常數(shù)。
利用差壓液位變送器測量液位的目的就是要
使差壓變送器的測量輸出值 h 與被測容器內(nèi)的實(shí)際液位 h'的值相一致，即 h = h'。則式( 4) 可以改寫成:
| p = K' h' + C' | ( 5) |
對于智能差壓變送器，可以通過 375 或 BT200 等智能通信器直接讀出與實(shí)際液位相對應(yīng)的 p; h'的值可以通過安裝在被測容器上的就地液位計(jì)觀測; K'、C' 分別為 p 一次函數(shù)的斜率和截距，為待求常數(shù)。
由于實(shí)際生產(chǎn)過程中不允許出現(xiàn)實(shí)際液位為較低或***高的工況，因此，不能直接觀測差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程。筆者利用式( 5) 間接地計(jì)算出了差壓液位變送器的準(zhǔn)確零點(diǎn)與量程，具體步驟如下:
a． 在生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定的情況下，當(dāng)被測容器就地液位計(jì)指示為 h1 '時(shí)，利用與差壓液位變送器相連接的手操器( 375 或 BT200 等) 觀測與 h1 '
相對應(yīng)的差壓液位變送器正、負(fù)壓室的壓差 p1 ，
即可得 p 與 h' 的一次函數(shù)的一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)( p1 ， h1 ') ;
b． 一段時(shí)間后，當(dāng)被測容器就地液位計(jì)指示為 h2 '時(shí)，觀測 p 與 h' 的一次函數(shù)的另一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)( p2 ，h2 ') ，且 h1 '不等于 h2 ';
c． 確定被測容器液位與差壓液位變送器正、
負(fù)壓室間的壓差關(guān)系式。
將以上兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)代入式( 5) 可得:
| p1 | = K'h1 ' + C' | ( 6) | |||||||||||
| p2 | = K'h2 ' + C' | ( 7) | |||||||||||
| 由式( 6) 、( 7) 可以求出 K' | = | p1 | － p2 | 、C' = | |||||||||
| h1 ' － h2 ' | |||||||||||||
| p1 | － | p1 － | p2 | × h1 '，將 K'、C' 代入式( 5) 即可得 | |||||||||
| h1 ' － h2 ' | |||||||||||||
| 到: | |||||||||||||
| p = | p1 － p2 | × h' + p1 － | p1 － p2 | × h1 ' | ( 8) | ||||||||
| h1 ' － h2 ' | h1 ' － h2 ' | ||||||||||||
式( 8) 即為差壓液位變送器正、負(fù)壓室的壓差 p 與被測容器實(shí)際液位 h'的一次函數(shù)，利用此式即
可準(zhǔn)確計(jì)算差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程。由式( 8) 可得，當(dāng) h' = 0 時(shí)，有:
| p0 = p1 － | p1 － p2 | × h1 ' | ( 9) |
| h1 ' － h2 ' | |||
當(dāng) h' = 100% 時(shí)，有:
| p100 | = | p1 － | p2 | × 100% + | p1 | － | p1 | － p2 | × h1 | ' | ||
| h1 ' － h2 ' | h1 ' － h2 ' | |||||||||||
| = ( 100% － h1 ') × | p1 | － | p2 | + | p1 | ( 10) | ||||||
| h1 ' | － h2 ' | |||||||||||
其中， p0 、p100 分別為雙法蘭差壓液位變送
器的準(zhǔn)確零點(diǎn)和量程。將差壓液位變送器的零點(diǎn)和量程分別調(diào)整為 p0 、 p100 ，則變送器的指示值與被測容器上的就地液位計(jì)指示值在整個(gè)測量范
圍內(nèi)完全一致。
3、浮筒液位計(jì)：
3.1、測量原理：
浮筒液位計(jì)是利用變浮力原理來測量液位的，其敏感元件是浮筒，根據(jù)浮筒被液體浸沒高度不同導(dǎo)致所受浮力的不同來檢測液位的變化，如圖 2 所示。
圖 2 浮筒液位計(jì)工作原理示意圖
將一橫截面積為 A，質(zhì)量為 m 的圓柱形空心
金屬浮筒懸掛在彈簧上，由于彈簧的下端被固定，因此彈簧因浮筒的重力被拉伸。當(dāng)浮筒沒有浸沒在液體中時(shí)，浮筒的重力與彈簧的拉力達(dá)到平衡，此時(shí)有:
| W = F | ||
| mg = Cx0 | ( 11) | |
| 式中 | C ———彈簧的剛度; | |
| F ———彈簧的拉力; | ||
| W ———浮筒的重力; |
x0 ———彈簧由于重力被拉伸所產(chǎn)生的位移。
此時(shí)杠桿作用在扭力管上的扭力***大，使扭力管產(chǎn)生***大的扭角。當(dāng)液體浸沒浮筒的高度增加時(shí)，浮筒受到液體浮力的作用而向上移動，當(dāng)彈簧的拉力與液體對浮筒的浮力之和與浮筒的重力平衡時(shí)，浮筒停止移動。設(shè)液位高度為 H，浮筒由于向上移動實(shí)際浸沒在液體中的長度為 h，浮筒移動的距離即彈簧的位移量為 x，則有:
| H = h + x | ( 12) |
根據(jù)力平衡原理可得:
| C( x0 － x) + Ahρg = mg | ( 13) | ||
| 其中，ρ 為浸沒浮筒液體的密度。 | |||
| 綜合式( 11) ～ ( 13) 可得: | |||
| h = | C | x + x | ( 14) |
| Agρ | |||
由式( 14) 可知，當(dāng)液位 h 發(fā)生變化時(shí)，浮筒產(chǎn)生位移 x，由此可見，浮筒液位計(jì)的檢測原理實(shí)質(zhì)上就是將液位轉(zhuǎn)換成敏感元件的位移。當(dāng)浮筒杠桿的拉力發(fā)生變化，扭力管的扭矩也發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致扭力管的角位移發(fā)生變化，由振蕩器、渦流差動變壓器、直流放大器和解調(diào)器組成的轉(zhuǎn)換器將扭力管輸出的角位移轉(zhuǎn)換成 4 ～ 20mA電流輸出 實(shí)現(xiàn)液位的測量。
3． 2 零點(diǎn)與量程的計(jì)算根據(jù)浮筒受力平衡可得:
| F = mg － Ahρg | ( 15) |
當(dāng)浮筒中沒有液體( 即 h = 0) 時(shí)，浮筒杠桿的拉力與浮筒的重力平衡:
| F0 = mg | ( 16) |
其中，F(xiàn)0 為浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)。
當(dāng)浮筒中充滿液體( 即 h = H － x) 時(shí)，浮筒杠桿的拉力與浮筒的重力和浮筒所受浮力之差相平衡，即:
| F100 = mg － Ahρg = mg － A( H － x) ρg | ( 17) |
其中，F(xiàn)100 為浮筒液位計(jì)的量程。
由式( 16) 可知，浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)只與浮筒的重力有關(guān)。由式( 17) 可知，浮筒液位計(jì)的量程不僅與浮筒的重力有關(guān)，還與被測容器內(nèi)的液體密度及彈簧的位移等有關(guān)。
4、雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)的比較：
4 .1、測量原理：
利用雙法蘭差壓液位變送器測量液位時(shí)，被測容器內(nèi)液體高度的變化引起變送器正、負(fù)壓室間的壓差變化，雙法蘭差壓液位變送器將其正、負(fù)壓室間的壓差轉(zhuǎn)換成 4 ～ 20mA 電流信號輸出。浮筒液位計(jì)是利用被測容器內(nèi)液體高度的變化引起浮筒液位計(jì)的杠桿拉力變化，進(jìn)而扭力管的扭矩發(fā)生變化，導(dǎo)致扭力管的角位移發(fā)生變化，由振蕩器、渦流差動變壓器、直流放大器和解調(diào)器組成的轉(zhuǎn)換器將扭力管輸出的角位移轉(zhuǎn)換成 4 ～ 20mA 電流輸出。雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)均可以測量液位。
4.2、零點(diǎn)與量程計(jì)算方法：
4.2.1、傳統(tǒng)計(jì)算方法：
按照式( 2) 計(jì)算雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)，按式( 3) 計(jì)算其量程; 按式( 16) 計(jì)算浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)，按式( 17) 計(jì)算其量程。
從式( 2) 可以看出，按傳統(tǒng)方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)不僅受被測容器內(nèi)液體上部氣體密度的影響，同時(shí)也受變送器零點(diǎn)漂移的影響。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，很難得知被測容器內(nèi)液體上部氣體的準(zhǔn)確密度，也很難得知變送器零點(diǎn)漂移的準(zhǔn)確值，因此，按式( 2) 計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)是不準(zhǔn)確的。從式( 16)可以看出，浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)僅是浮筒的重力，是一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值。
由式( 3) 可知，按傳統(tǒng)方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的量程不僅受被測容器內(nèi)液體密度的影響，同時(shí)也受變送器零點(diǎn)漂移的影響，因此，按式( 3) 計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的量程也是不準(zhǔn)確的。由式( 17) 可知，浮筒液位計(jì)的量程僅受被測容器內(nèi)液體密度的影響。
綜上所述，按傳統(tǒng)方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程比計(jì)算浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)
與量程的準(zhǔn)確性要差。由于在測量取源間距較小時(shí)，浮筒液位計(jì)的重量、價(jià)格與維護(hù)成本相對較低，且浮筒液位計(jì)的測量準(zhǔn)確性較高。因此，一般取源間距在 2 000mm 以下時(shí)，可選擇浮筒液位計(jì)來測量液位; 當(dāng)取源間距大于 2 000mm 時(shí)，盡管雙法蘭差壓液位變送器測量準(zhǔn)確性低于浮筒液位計(jì)，由于取源間距( 測量范圍) 增大，使得浮筒液位計(jì)的重量、價(jià)格與維護(hù)成本增加，綜合考慮選擇雙法蘭差壓液位變送器測量液位。
4.2.2、新計(jì)算方法：
按式( 9) 計(jì)算雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)，按式( 10) 計(jì)算其量程; 按式( 16) 計(jì)算浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)，按式( 17) 計(jì)算其量程。
從式( 9) 可以看出，按新的方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器零點(diǎn)不會受到被測容器內(nèi)液體上部氣體密度的影響，同時(shí)也不會受到其零點(diǎn)漂移的影響。在生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定的情況下，只要讀取的實(shí)際液位與相對應(yīng)的差壓變送器正、負(fù)壓室間的壓差是準(zhǔn)確的，則按照式( 9) 計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)就是準(zhǔn)確的。從式 ( 16) 可以看出，浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)僅是浮筒的重力，是一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值。
從式( 10) 可以看出，按新的方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的量程不會受到被測容器內(nèi)液體上部氣體密度的影響，同時(shí)也不會受到其零點(diǎn)漂移的影響，也不需要知道被測容器內(nèi)液體的準(zhǔn)確密度。在生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定的情況下，只要讀取的實(shí)際液位與相對應(yīng)的差壓變送器正、負(fù)壓室間的壓差是準(zhǔn)確的，則按照式( 10) 所計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的量程就是準(zhǔn)確的。從式 ( 17) 可以看出，浮筒液位計(jì)的量程受到被測容器內(nèi)液體密度的影響。因此，按照新的計(jì)算方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的量程比浮筒液位計(jì)的量程要準(zhǔn)確。
綜上所述，按式( 9) 、(10) 計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程，其測量液位的準(zhǔn)確度要高于浮筒液位計(jì)。
4.3、測量范圍：
從式( 9) 、(10) 可以看出，不論法蘭取源間距是大還是小，按照新方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程都不受被測容器內(nèi)液體密度的影響，也不會受到被測容器內(nèi)液體上部氣相介質(zhì)密度的影響，同時(shí)也有效地克服了雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)漂移。即按照新方法計(jì)算的雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程在測量液位時(shí)不受測量范圍的影響。
從式( 17) 可以看出，浮筒液位計(jì)的量程受到被測容器內(nèi)液體密度的影響，且法蘭取源間距越大，浮筒液位計(jì)的量程所受到的影響也越大; 此外，在相同的壓力等級條件下，法蘭取源間距越大，浮筒的重量也越大。因此，浮筒液位計(jì)的量程受限取源間距。綜上，雙法蘭差壓液位變送器測量液位的范圍比浮筒液位計(jì)寬。
4.4、測量精度、穩(wěn)定性與介質(zhì)溫度：
目前，主流的普通雙法蘭差壓液位變送器的測量精度可達(dá) 0.065% ，高精度的測量精度可達(dá)0.025% ; 主流的普通雙法蘭差壓液位變送器的穩(wěn)定性可達(dá) ± 0.1% /3 年( 即三年不用校驗(yàn)) ，高穩(wěn)定性的可達(dá) ± 0.1% /5 年。若雙法蘭毛細(xì)管內(nèi)填充低溫硅油，其所接觸的介質(zhì)溫度范圍在 － 130 ～ 132 ; 若填充高溫硅油，其所接觸的介質(zhì)溫度范圍為 20 ～ 350 。
主流的普通浮筒液位計(jì)的測量精度為1.0% ，高精度的為 0.5% ; 普通的浮筒液位計(jì)所測介質(zhì)溫度范圍為 － 110 ～ 400 ，特殊的所測介質(zhì)溫度范圍為 － 196 ～ 400 。目前主流浮筒液位計(jì)還沒有穩(wěn)定性指標(biāo)。
綜上，雙法蘭差壓液位變送器的測量精度高于浮筒液位計(jì)，雙法蘭差壓液位變送器的測量介質(zhì)溫度適用范圍小于浮筒液位計(jì)，雙法蘭差壓液位變送器的穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于浮筒液位計(jì)。
4.5、校驗(yàn)方法：
4.5.1、雙法蘭差壓液位變送器：
雙法蘭差壓液位變送器的校驗(yàn)就是調(diào)整變送器的零點(diǎn)與量程，使其在允許的誤差范圍內(nèi)。按式( 10) 、(11) 計(jì)算雙法蘭差壓液位變送器的零點(diǎn)與量程。用 0% 、25% 、50% 、75% 和 100% 的壓力進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)壓力穩(wěn)定后記錄標(biāo)準(zhǔn)電流表上顯示的電流值并做回程誤差校驗(yàn)，如果誤差超過允許誤差范圍，應(yīng)重新調(diào)整校驗(yàn)［4］。實(shí)際應(yīng)用表明: 目前主流的智能雙法蘭差壓液位變送器僅利用HAＲT 或 BT200 手操器就能完成變送器的校驗(yàn)，其校驗(yàn)結(jié)果完全能夠滿足測量精度的要求。
4.5.2、浮筒液位計(jì)：
浮筒液位計(jì)在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，其測量精度對測量結(jié)果有著較大的影響，因此，需要對其精度進(jìn)行校驗(yàn)和標(biāo)定。浮筒液位計(jì)的校驗(yàn)通常使用灌液法和掛重法 。
灌液法適用于浮筒安裝在現(xiàn)場不方便拆裝，并且對儀表的精度要求不高的情況，一般用水作為標(biāo)準(zhǔn)液體進(jìn)行校驗(yàn)。在校驗(yàn)時(shí)根據(jù)實(shí)際測量介質(zhì)的工作密度和刻度，換算為用水校驗(yàn)的刻度值，即首先在外浮筒標(biāo)記零點(diǎn) ( 一般是下法蘭中心線) 、量程位置( 灌水高度 = 介質(zhì)比重 / 水比重 × 浮筒法蘭間距) 和中間各點(diǎn)位置 ( 25% 、50% 和 75% ) 。一般由外筒的排空閥連接軟管至量程處，往浮筒里注水到 0% 、25% 、50% 、75% 和 100% ，
分別觀察變送器顯示是否對應(yīng)每點(diǎn)數(shù)值，并根據(jù)顯示數(shù)值，分別調(diào)整浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)與量程。對于利用比水密度大的工作液體的浮筒，不能校驗(yàn) 100% 時(shí)的刻度。
掛重法先根據(jù)不同高度的液位計(jì)算對應(yīng)的掛重( 掛重 = mg － πD2 /4 ( H － x) ρ介 ) 。準(zhǔn)備好砝碼和砝碼盤，將砝碼盤掛在懸掛浮筒的位置上，根據(jù)計(jì)算的 0% 、25% 、50% 、75% 和 100% 掛重，分別在砝碼盤中碼放砝碼，觀察并記錄浮筒液位計(jì)的輸出，并根據(jù)顯示數(shù)值分別調(diào)整浮筒液位計(jì)的零點(diǎn)與量程。該校驗(yàn)方法需要拆卸浮筒，比較麻煩且費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。
浮筒液位計(jì)的校驗(yàn)不論采用灌液法還是掛重法，都會直接或間接地受到介質(zhì)密度的影響，由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中很難得到被測介質(zhì)的準(zhǔn)確密度，因此不論怎樣校驗(yàn)浮筒液位計(jì)，其測量準(zhǔn)確度都較差。而且通過實(shí)際應(yīng)用表明: 浮筒液位計(jì)的校驗(yàn)比雙法蘭差壓液位變送器的校驗(yàn)準(zhǔn)確度低且費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。
4.6、費(fèi)用對于類似的溫度、壓力與相近的取源間距，一般來講，主流浮筒液位計(jì)的采購價(jià)格是雙法蘭差 高于雙法蘭差壓液位變送器。
壓液位變送器的兩倍以上。而且由于浮筒液位計(jì) 根據(jù)上述分析，雙法蘭差壓液位變送器與浮
的調(diào)校費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，使得浮筒液位計(jì)的維護(hù)成本也 筒液位計(jì)的綜合比較見表 1。
| 表 1 | 雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)的綜合比較 | ||||||||
| 名稱 | 測量原理 | 零點(diǎn)計(jì)算 | 量程計(jì)算 | 測量 | 測量精度 | 適用介質(zhì) | 調(diào)校 | 采購 | 維護(hù) |
| 范圍 | 與穩(wěn)定性 | 溫度 | 方法 | 價(jià)格 | 成本 | ||||
| 雙法蘭 | 正、負(fù)壓室間的壓 | 不受測量介 | 不受測量介 | 寬 | 高 | 范圍相對 | 簡便，省 | 低 | 低 |
| 差壓液位 | 差隨液位高度變化 | 質(zhì)密度影響 | 質(zhì)密度影響 | 較小 | 時(shí)省力 | ||||
| 變送器 | |||||||||
| 浮筒 | 浮筒重力與浮筒浮 | 不受測量介 | 受測量介 | 窄 | 低 | 范圍相對 | 繁瑣，費(fèi)時(shí) | 高 | 高 |
| 液位計(jì) | 力和彈簧拉力之和 | 質(zhì)密度影響 | 質(zhì)密度影響 | 較大 | 費(fèi)力 | ||||
| 相等 | |||||||||
5、結(jié)束語：
從測量原理來說，雙法蘭差壓液位變送器與浮筒液位計(jì)都可以測量液位，除了雙法蘭差壓液位變送器的適用介質(zhì)溫度范圍小于浮筒液位計(jì)外，其余方面，雙法蘭差壓液位變送器均優(yōu)于浮筒液位計(jì)。在煉油、石油化工、煤化工及煤制油等行業(yè)的液位測量與界面測量中，只要能利用就地液位計(jì)或其他手段獲得在一定測量范圍內(nèi)被測容器的實(shí)際液位，原則上可以利用雙法蘭差壓液位變送器來替代浮筒液位計(jì)。
