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1． 液面的遷移
??? 應(yīng)用差壓變送器" title="差壓變送器">差壓變送器測量液面時(shí),，如果差壓變送器的正、負(fù)壓" title="負(fù)壓">負(fù)壓室與容器的取壓點(diǎn)處在同一水平面上,，就不需要遷移,。而在實(shí)際應(yīng)用中,，出于對設(shè)備安裝位置和便于維護(hù)等方面的考慮，測量儀表不一定都能與取壓點(diǎn)在同一水平面上,；又如被測介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕性或重粘度的液體,，不能直接把介質(zhì)引入測壓儀表，必須安裝隔離液罐,，用隔離液來傳遞壓力信號(hào),，以防被測儀表被腐蝕,。這時(shí)就要考慮介質(zhì)和隔離液的液柱對測壓儀表讀數(shù)的影響。
差壓變送器測量液位" title="液位">液位安裝方式主要有三種,，為了能夠正確指示液位的高度,，差壓變送器必須做一些技術(shù)處理——即遷移。遷移分為無遷移,、負(fù)遷移和正遷移,。
1.1 無遷移
??將差壓變送器的正、負(fù)壓室與容器的取壓點(diǎn)安裝在同一水平面上,，如圖1所示,。?
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????????????????????????????? 圖1 無遷移原理圖
????????????????????????????? 圖2 負(fù)遷移原理圖
?? ?設(shè)A點(diǎn)的壓力為P-，B點(diǎn)的壓力為P+,，被測介質(zhì)的密度為ρ,，重力加速度為g，則ΔP= P+- P-=ρgh+ P-- P-=ρgh,；如果為敞口容器,，P-為大氣壓力，ΔP=P+=ρgh,，由此可見,，如果差壓變送器正壓室和取壓點(diǎn)相連，負(fù)壓室通大氣,，通過測B點(diǎn)的表壓力就可知液面的高度,。
??? 當(dāng)液面由h=0變化為h=hmax時(shí)，差壓變送器所測得的差壓由ΔP=0變?yōu)棣=ρghmax,，輸出由4mA變?yōu)?0mA,。
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??? 假設(shè)差壓變送器對應(yīng)液位變化所需要的儀表量程為30kPa，當(dāng)液面由空液面變?yōu)闈M液面時(shí),，所測得的差壓由0變?yōu)?0kPa,，其特性曲線如圖4中的(a)所示。
1.2 負(fù)遷移
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??? 如圖2所示,，為了防止密閉容器內(nèi)的液體或氣體進(jìn)入差壓變送器的取壓室,，造成引壓管線的堵塞或腐蝕，在差壓變送器的正,、負(fù)壓室與取壓點(diǎn)之間分別裝有隔離液罐,，并充以隔離液，其密度為ρ1 ,。
?? 當(dāng)H=0時(shí),，P+=ρ1gh1 P-=ρ1g(H+h1)
??????? ?? ΔP= P+- P-=-ρ1gH
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? ?當(dāng)H=Hmax時(shí)，P+=ρ1gh1 +ρgH P-=ρ1g（H+h1）
??????? ?? ΔP= P+- P-=ρgH-ρ1gH=(ρ-ρ1)gH
?? 當(dāng)H=0時(shí),，ΔP=-ρ1gH,，在差壓變送器的負(fù)壓室存在一靜壓" title="靜壓">靜壓力ρ1gH,，使差壓變送器的輸出小于4mA。當(dāng)H=Hmax時(shí),，ΔP=(ρ-ρ1)gHmax,，由于在實(shí)際工作中ρ1?ρ，所以,，在最高液位時(shí),，負(fù)壓室的壓力也遠(yuǎn)大于正壓室的壓力，使儀表輸出仍小于實(shí)際液面所對應(yīng)的儀表輸出,。這樣就破壞了變送器輸出與液位之間的正常關(guān)系,。為了使儀表輸出和實(shí)際液面相對應(yīng)，就必須把負(fù)壓室引壓管線這段H液柱產(chǎn)生的靜壓力ρ1gH消除掉,，要想消除這個(gè)靜壓力,，就要調(diào)校" title="調(diào)校">調(diào)校差壓變送器,也就是對差壓變送器進(jìn)行負(fù)遷移，ρ1gH這個(gè)靜壓力叫做遷移量,。
?? 調(diào)校差壓變送器時(shí),，負(fù)壓室接輸入信號(hào)，正壓室通大氣,。假設(shè)儀表的量程為30kPa,，遷移量ρ1gH=30kPa，調(diào)校時(shí),，負(fù)壓室加壓30kPa,，調(diào)整差壓變送器零點(diǎn)旋鈕，使其輸出為4mA,；之后，負(fù)壓室不加壓,，調(diào)整差壓變送器量程旋鈕,，直至輸出為20mA，中間三點(diǎn)按等刻度校驗(yàn),。輸入與輸出的關(guān)系見表1),。
表1)
? 當(dāng)液面由空液面升至滿液面時(shí)，變送器差壓由ΔP=-30kPa變化至ΔP=0kPa,，輸出電流值由4mA變?yōu)?0mA,，其特性曲線如圖4中的(b)所示。
1.3 正遷移
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? ? 在實(shí)際測量中,，變送器的安裝位置往往與最低液位不在同一水平面上,，如圖3所示。容器為敞口容器,，差壓變送器的位置比最低液位低h距離,，ΔP=P =ρgH+ρgh,。
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??? 當(dāng)H=0時(shí)，ΔP=ρgh,，在差壓變送器正壓室存在一靜壓力,，使其輸出大于4mA。
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??? 當(dāng)H=Hmax時(shí),，ΔP=ρgH+ρgh,，變送器輸出也遠(yuǎn)大于20mA，因此,，也必須把ρgh這段靜壓力消除掉,，這就是正遷移。
?圖3 正遷移原理圖
?? 調(diào)校時(shí),，正壓室接輸入信號(hào),，負(fù)壓室通大氣。假設(shè)儀表量程仍為30kPa,，遷移量ρgh=30kPa,。輸入與輸出的關(guān)系見表2)。
表2)
? 其特性曲線如圖4中的(c)所示,。如果現(xiàn)場所選用的差壓變送器屬智能型,，能夠與HART手操器進(jìn)行通訊協(xié)議，可以直接用手操器對其進(jìn)行調(diào)校,。
1.4 測量范圍,、量程范圍和遷移量的關(guān)系
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? ?差壓變送器的測量范圍等于量程和遷移量之和，即測量范圍=量程范圍+遷移量,。如圖4所示,，a量程為30kPa，無遷移量,，測量范圍等于量程為30kPa,；b量程為30kPa，遷移量為-30kPa,，測量范圍為-30～0kPa,；c量程為30kPa，遷移量為30kPa,，測量范圍為30～60kPa,。
???????????????????? 圖4 測量范圍、量程范圍和遷移量的關(guān)系
??? 由此可見,，正,、負(fù)遷移的輸入、輸出特性曲線為不帶遷移量的特性曲線沿表示輸入量的橫坐標(biāo)平移。正遷移向正方向移動(dòng),，負(fù)遷移向負(fù)方向移動(dòng),，而且移動(dòng)的距離即為遷移量。
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??? 綜上所述,，正,、負(fù)遷移的實(shí)質(zhì)是通過調(diào)校差壓變送器，改變量程的上,、下限值,，而量程的大小不變。如果從負(fù)壓室來看,，也可以簡單理解為正遷移,，好比在負(fù)壓室增加ρgh遷移量，而正遷移好比在負(fù)壓室減少ρgh遷移量,。
2 利用遷移原理對液面測量方法進(jìn)行改進(jìn)
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?? ?從以上分析中可以了解到差壓變送器測液面正,、負(fù)遷移的原理，這樣在實(shí)際應(yīng)用中,，就可以根據(jù)生產(chǎn)裝置的工藝情況和儀表的使用條件及周圍環(huán)境等靈活應(yīng)用,，對液面的測量方法進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。
3 帶遷移的差壓變送器故障分析
3.1 正遷移故障
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? ?判斷正遷移的差壓變送器在現(xiàn)場使用過程中測量是否準(zhǔn)確,，首先應(yīng)關(guān)閉差壓變送器三閥組的正,、負(fù)壓測量室，打開平衡閥及儀表放空堵頭,，此時(shí)儀表輸出應(yīng)低于4mA,。如果輸出不低于4mA，可能是正壓室引線或三閥組有些堵,。其次,，關(guān)閉正壓室取壓點(diǎn)，打開放空開關(guān),，這時(shí)輸出應(yīng)為4mA,。如果輸出低于4mA，可能是遷移量變小或零位偏低,；若灌有隔離液，可能是隔離液沒有灌滿或從旁處漏掉,；如果輸出高于4mA,，說明遷移量變大或零位偏高。
3.2負(fù)遷移故障
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? ?判斷負(fù)遷移的差壓變送器在現(xiàn)場使用過程中測量是否準(zhǔn)確,，首先關(guān)閉差壓變送器三閥組的正,、負(fù)壓測量室，打開平衡閥及儀表放空堵頭,，儀表輸出應(yīng)為20mA,。其次,，關(guān)閉正、負(fù)壓室取壓點(diǎn),，打開放空開關(guān),，此時(shí)，儀表輸出應(yīng)為4mA,，如果不為20mA或4mA,，應(yīng)檢查正、負(fù)壓室引線是否堵,，遷移量是否改變,，零位是否準(zhǔn)確，隔離液是否流失等,。
4 結(jié)語
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? 液位的準(zhǔn)確控制是生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的前提保證,，只有掌握了差壓變送器測液面遷移的原理，才能在實(shí)際應(yīng)用中靈活運(yùn)用,，及時(shí)準(zhǔn)確的處理現(xiàn)場儀表出現(xiàn)的故障,，以及對控制方案進(jìn)行改進(jìn)。