浅谈压力变送器的压力、压差、流量、液位以及密度6个应用

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2018-12-20 08:46:39【小中大】

1、压力

压力被认为是一种基本测量，因为它在多个过程应用中用于测量不同的过程变量，例如：压力，压差，流量，液位，密度等。

压力变送器应用

2、差压

差压是某个压力值和参考压力之间的大小差异。在某种意义上，绝对压力也可以被认为是差压，具有全真空或零绝对值作为参考压力。表压也可以被认为是压差，因为在表压下，大气压是参考压力。

3、流量

差压变送器的常见应用是用于检测流量。诸如图4-1中所示的主要流动元件具有内部限制。这种限制减小了工艺流过的管道的横截面积。这种限制导致流体速度在经过限制时增加。因此，紧靠限制器上游的流体具有比紧接限制器下游的流体更低的动能（速度）。通过限制的动能的这种增加通过势能的相应降低（静压）来平衡。放置在限制器两侧的龙头看到由于流体的势能降低而产生的静压差。

示例：差压变送器从上游压力中减去下游或较小的压力。该压力差通常非常低，通常从1“水柱到750”水柱（0.24到186KPa），取决于流体和流速。差压流量测量的一般表示如图2所示。

通过流中的障碍物测量流速的变送器的输出与流动不是线性的。为了使信号与流动成线性关系，有必要通过提取压差信号的平方根来执行算术转换。电子差压变送器可用于仪器内置的平方根提取电子设备。

4、液位

可以使用差压式变送器或表压式变送器进行液位测量。通常，这是基于罐是否向大气开放或是否关闭来确定的。

打开水箱

开放式水箱液位测量意味着水箱向大气开放。在敞口罐应用中，任何大气压力的变化都会影响罐内的过程流体压力。在这种类型的液位测量应用中，变送器的低压侧测量大气压力，从而抵消大气压力对油箱液位的影响。变送器的高压侧连接到油箱，从而测量油箱中的实际液位。

图3打开水箱液位测量

当要测量的水平是开放式水箱时，通常会指示仪表变送器。它可以是单端口或双端口，单端口较便宜，但由于所需的压力范围较小，因此可能需要双端口。

DP范围计算如下：

下限值= [H2 * G1]

上限值=下限值+ H1 * G1

其中

G1 =工艺液体的比重

封闭罐

封闭罐应用是将罐或容器与大气密封的地方。当过程流体从罐中填充或排空时，罐内的压力可以从正压力变为真空。除非得到补偿，否则内部罐压力的这种变化会直接影响测量的液位。将差压变送器的低侧管道安装到油箱顶部可轻松实现此目的。

当要测量的水平是闭式水箱时，需要差动变送器。DP范围计算如下：

下限值= [H2 * G1]

上限值=下限值+ H1 * G1

其中

G1 =工艺液体的比重

较低的范围值= [H2 * G1] - H4 * Gw，

较高的范围值=较低的范围值+ H1 * G1

其中

G1 =处理液

Gw的比重=湿腿液的比重

在远程密封的情况下，范围计算根据以下公式：

较低的范围值= H1 x SG - H3 x SGc，较高的

范围值=较低的范围值+ H2 x SG

其中

SG =处理液的

比重SGc =毛细管中液体的比重

计算示例

要计算罐底部的压力，必须知道h1的值，单位为厘米或英寸（图5）。例如，如果h1是14“，并且罐中的材料是水，那么我们可以将底部的压力表示为14”H 2 0。

但如果水箱中的液体不是水，则必须进行转换以在“H 2 0 ”中指定。执行此操作的公式为：

h =（h“）x（SG）

哪里：

h =液体头，H 2 0

h“=实际液体头，以英寸为单位

SG =罐中流体的比重（无量纲）

比重（SG）是与相同体积的水相比的单位体积液体的相对重量。例如，汽油的SG约为0.8。因此，一升汽油重量为一升水重量的8/10或80％。

因此，当指定罐中液柱的压力时，需要识别液体并获得其SG。

气泡管液位测量

液位测量的另一种方法是借助于气泡管或气泡管，图6.这可以应用于开放或封闭的罐。在插入罐中的管道上保持恒定的空气压力或与罐内容物相容的气体。随着液位变化，变送器测量的背压是直接液位测量。优点是只有管道材料暴露在过程中 - 而不是变送器。但是，该过程对通过它的气体不敏感。

DP范围计算如下：

下限值=最小孔口背压

上限值=下限值+ H1 * G1

其中

G1 =工艺液体的比重

5、接口电平测量

界面水平测量，即，测量两种分离的液体（例如油和水）之间的界面的液位也可以使用图7中所示的差压变送器来进行。

液体1和2具有不同的密度，并且只要罐中的总液位高于顶部龙头，并且只要距离h保持恒定，密度的变化以及因此流体静压力将随界面水平而变化。更改。

该措施既可以应用于开放式或封闭式罐体，也可以应用于清洁或脏污的液体中。选择合适类型的仪器，包括法兰安装或远程密封，与液位测量相同。

DP范围计算如下：

下限值= H1 *（SG1 - SGc）

上限值=下限值+ H1 *（SG2 - SGc）

其中

SG1 =较低比重

SGc =毛细管

SG2 中液体的比重=较高比重液体

6、密度测量

前述原理导致罐中的密度测量。在这种情况下，根据密度的变化，罐中密度变化的均匀液体将在变送器上施加变化的压力。

只要水平保持在顶部水龙头之上，并且只要h恒定，发射器将响应密度的变化。密度是每单位体积的重量，例如，每立方米千克。如果密度增加，则下部抽头上的压力增加，发射器输出也增加。通常，如在液位测量中，使用差压变送器，因为跨距相对较低。

该措施可以应用于开放式或封闭式罐体，也可以应用于清洁或脏污的流体。选择合适类型的仪器，包括安装式或远程密封，与液位测量相同。DP范围计算如下：

较低的范围值= H1 x（SGpl - SGc）较高的

范围值=较低的范围值+ H1 x（SGph - SGpl））

其中

SGpl =处理液的最小比重

SGc =毛细管

中液体的比重SGph =处理液的最大比重

体积（罐内产品）

一旦确定了罐中的产品水平，就可以计算过程流体的体积。如果体积和测量水平之间的关系对于具有圆柱形状的罐是线性的，则对于其他形状不是这

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