法兰式液位变送器是由膜片密封系统,毛细管及填充液,压力变送器或差压变送器组合而成的,适用于因任何原因需要把变送器与工艺处理过程进行隔离的场合,多用于腐蚀性、黏稠性、 易结晶介质的液位、界面或流量测量的石化行业。
在选用法兰式液位变送器时有许多因素要考虑。温度的影响是主要因素,如何避免或减少温度变化对法兰式液位变送器的性能影响尤为重要。
1. 膜片硬度及直径
膜片硬度是影响温度特性的重要参数。当充填液随着温度的变化而膨胀或收缩时,硬度小(弹性好)的膜片承受的反作用力比硬度高的膜片要小,温度变化产生的反向压力作用于法兰式液位变送器的感应膜片上,从而引起测量误差。膜片硬度越小弹性越好,硬度小弹性好的膜片在弹性范围内的形变可吸收充填液体积变化,能够减小由温度变化引起的充填液体积变化带来的压力影响,较大限度克服温度变化引起的误差。
在充填液体积因温度引起变化时,大直径膜片产生的压力测量误差较小,而较小直径膜片产生的压力测量误差较大。
2. 填充液
填充液起到压力传递的作用,充填液随着温度的变化而膨胀或收缩,填充液的流动性和膨胀特性会影响远传膜片密封系统的性能。选择膨胀系数较小的填充液有助于减小温度变化带来的误差。填充液体积越大,其膨胀潜力也越大,因此选择毛细管的长度要尽可能短,毛细管直径要尽可以小,以减小填充液体积达到减少温度误差的目的。充填液的黏度为其流动性能的量度,填充液的黏度、毛细管的长度和毛细管的内径均影响摩擦阻力,摩擦阻力越大,响应时间越长。选择黏度性小的充填液将加快响应时间。
毛细管内径越小,对压力传递阻力越大,速度也越慢。毛细管内径大能加快传递速度,缩短响应时间。毛细管越长,压力信号传输距离就越长,增加了响应时间。
无论是用于差压、流量还是液位测量,正负压室密封系统的膜片规格、两端毛细管长度、填充液应相同。环境温度变化所引起的两端毛细管充灌液膨胀量相同,尽可能减少因环境温度变化造成的测量误差。
3. 对系统精度的影响
密封系统由于温度变化引起零点误差,毛细管填充液特性、温度和长度决定了零点压力偏移值。在测量液位或界面时,对于双法兰差压变送器,虽然两端毛细管的长度相同,可以克服环境温度变化膨胀量的影响,但不能克服两端毛细管静压的影响。上下两个取压口的距离(毛细管内充填液由于温度变化而影响密度的变化,温度膨胀系数大则密度变化大)由填充液密度变化引起的静压是很难抵消 。因此应考虑选用充填液密度受温度变化影响小的充填液,也就是选用温度膨胀系数小的充填液。测量范围大毛细管越长、充填液膨胀系数大、环境温度变化大的情况下,零点漂移越严重。解决此问题的方案是对充填液密度变化进行温度补偿(需要精确测量时),或者通过改变安装位置和稳定环境温度等措施把膨胀静压减到最小。
法兰式液位变送器选择毛细管的长度要尽可能短,毛细管直径要尽可能小,以减小填充液体积达到减少温度误差。
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