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壓力被認為是一種基本測量,因為它在多個過程應用中用于測量不同的過程變量,例如:壓力,壓差,流量,液位,密度等,下面為大家介紹一些壓力變送器的應用。
差壓是某個壓力值和參考壓力之間的大小差異。在某種意義上,壓力也可以被認為是差壓,具有全真空或零值作為參考壓力。表壓也可以被認為是壓差,因為在表壓下,大氣壓是參考壓力。
差壓變送器的常見應用是用于檢測流量。諸如圖中所示的主要流動元件具有內部限制。這種限制減小了工藝流過的管道的橫截面積。這種限制導致流體速度在經過限制時增加。因此,緊靠限制器上游的流體具有比緊接限制器下游的流體更低的動能(速度)。通過限制的動能的這種增加通過勢能的相應降低(靜壓)來平衡。放置在限制器兩側的看到由于流體的勢能減小而產生的靜壓差。
示例:差壓變送器從上游壓力中減去下游或較小的壓力。該壓力差通常非常低,通常從1“水柱到750”水柱(0.24到186KPa),取決于流體和流速。差壓流量測量的一般表示如圖2所示。
通過流中的障礙物測量流速的變送器的輸出與流動不是線性的。為了使信號與流動成線性關系,有必要通過提取壓差信號的平方根來執行算術轉換。電子差壓變送器可用于儀器內置的平方根提取電子設備。
可以使用差壓式變送器或表壓式變送器進行液位測量。通常,這是基于罐是否向大氣開放或是否關閉來確定的。
1.3.1水箱
開放式水箱液位測量意味著水箱向大氣開放。在敞口罐應用中,任何大氣壓力的變化都會影響罐內的過程流體壓力。在這種類型的液位測量應用中,變送器的低壓側測量大氣壓力,從而抵消大氣壓力對油箱液位的影響。變送器的高壓側連接到油箱,從而測量油箱中的實際液位。
當要測量的水平是開放式水箱時,通常會指示儀表變送器。它可以是單端口或雙端口,單端口較便宜,但由于所需的壓力范圍較小,因此可能需要雙端口。
DP范圍計算如下:
下限值=[H2*G1]
上限值=下限值+H1*G1
其中
G1=工藝液體的比重
1.3.2封閉罐
封閉罐應用是將罐或容器與大氣密封的地方。當過程流體從罐中填充或排空時,罐內的壓力可以從正壓力變為真空。除非得到補償,否則內部罐壓力的這種變化會直接影響測量的液位。將差壓變送器的低側管道安裝到油箱頂部可輕松實現此目的。
干管段計算
當要測量的水平是閉式水箱時,需要差動變送器。DP范圍計算如下:
下限值=[H2*G1]
上限值=下限值+H1*G1
其中
G1=工藝液體的比重
濕管段計算
較低的范圍值=[H2*G1]-H4*Gw,
較高的范圍值=較低的范圍值+H1*G1
其中
G1=處理液
Gw的比重=濕腿液的比重
在遠程密封的情況下,范圍計算根據以下公式:
較低的范圍值=H1xSG-H3xSGc,較高的
范圍值=較低的范圍值+H2xSG
其中
SG=處理液的
比重SGc=毛細管中液體的比重
1.3.3計算示例
要計算罐底部的壓力,必須知道h1的值,單位為厘米或英寸(圖5)。例如,如果h1是14“,并且罐中的材料是水,那么我們可以將底部的壓力表示為14”H20。
但如果水箱中的液體不是水,則必須進行轉換以在“H20”中。執行此操作的公式為:
h=(h“)x(SG)
其中:
h=液體頭,H20
h“=實際液體頭,以英寸為單位
SG=罐中流體的比重(無量綱)
比重(SG)是與相同體積的水相比的單位體積液體的相對重量。例如,汽油的SG約為0.8。因此,一升汽油重量為一升水重量的8/10或80%。
因此,當罐中液柱的壓力時,需要識別液體并獲得其SG。
1.3.4氣泡管液位測量
液位測量的另一種方法是借助于氣泡管或氣泡管,圖6.這可以應用于開放或封閉的罐。
在插入罐中的管道上保持恒定的空氣壓力或與罐內容物相容的氣體。隨著液位變化,變送器測量的背壓是直接液位測量。優點是只有管道材料暴露在過程中-而不是變送器。但是,該過程對通過它的氣體不敏感。
DP范圍計算如下:
下限值=小孔口背壓
上限值=下限值+H1*G1
其中
G1=工藝液體的比重
界面水平測量,即,測量兩種分離的液體(例如油和水)之間的界面的液位也可以使用圖7中所示的差壓變送器來進行。
液體1和2具有不同的密度,并且只要罐中的總液位高于頂部,并且只要距離h保持恒定,密度的變化以及因此流體靜壓力將隨界面水平而變化更改。
該措施既可以應用于開放式或封閉式罐體,也可以應用于清潔或臟污的液體中。選擇合適類型的儀器,包括法蘭安裝或遠程密封,與液位測量相同。
DP范圍計算如下:
下限值=H1*(SG1-SGc)
上限值=下限值+H1*(SG2-SGc)
其中
SG1=較低比重
SGc=毛細管
SG2中液體的比重=較高比重液體
前述原理導致罐中的密度測量。在這種情況下,根據密度的變化,罐中密度變化的均勻液體將在變送器上施加變化的壓力。
只要水平保持在頂部水之上,并且只要h恒定,發射器將響應密度的變化。密度是每單位體積的重量,例如,每立方米千克。如果密度增加,則下部抽頭上的壓力增加,發射器輸出也增加。通常,如在液位測量中,使用差壓變送器,因為跨距相對較低。
該措施可以應用于開放式或封閉式罐體,也可以應用于清潔或臟污的流體。選擇合適類型的儀器,包括安裝式或遠程密封,與液位測量相同。DP范圍計算如下:
較低的范圍值=H1x(SGpl-SGc)較高的
范圍值=較低的范圍值+H1x(SGph-SGpl))
其中
SGpl=處理液的小比重
SGc=毛細管
中液體的比重SGph=處理液的大比重
一旦確定了罐中的產品水平,就可以計算過程流體的體積。如果體積和測量水平之間的關系對于具有圓柱形狀的罐是線性的,則對于其他形狀不是這樣。
以上就是壓力變送器的應用。
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