在液位測量中有一類使用量特別廣泛的液位測量儀表，就是法蘭式液位變送器，法蘭式液位計變送器的選型分單、雙法蘭之分。單法蘭液位變送器是指變送器的正壓側是法蘭結構，直接與測量介質的接口相連，負壓側是釆用引壓管將測量介質與變送器的容室相連。
單法蘭液位變送器的特點就是測量精度高，在測量技術指標上有優(yōu)異的表現(xiàn)，但要求比較嚴格，要求負壓管道須密封，對于變送器進行沒量程遷移，校驗時應將負壓管道內的介質液體的誤差遷移掉。
雙法蘭液位變送器是指變送器的正、負壓側均是法蘭結構，可與需測量的容器測管道直接相連。優(yōu)點是安裝容易，校驗方便，不需量程遷移。缺點是測量精度不髙，測量中由于法蘭與變送器之間釆用彈性軟管連接，內部應該是充滿硅油，因此就會對于介質壓測力變化的傳遞產生偏差，包括外界的溫度變化也會影響到硅油的性能，難免會導致誤差的產生。
單法蘭液位計和雙法蘭液位計都是釆用靜壓式測量的液位計，單法蘭液位計測量的是敞開式容器的液位，單法蘭液位變送器有設計原理先測進、品種規(guī)格齊全、安裝使用簡便等特點。
雙法蘭液位計測量的是密閉式容器的液位；雙法蘭液位變送器由差壓變送器測與智能放大板組合，可構成智能遠傳壓力、差壓變送器，與符合HART協(xié)議的手測操器配合，可以相互通訊，進行設定和監(jiān)控。
1.測量原理計算方法
生產中設定法蘭式液位變送器量程及上下限很重要。在油田生產過程中,被測介質始終以液態(tài)的形式出現(xiàn)。由帕斯卡定律可知,流體在底部產生的壓強只與其本身的密度和高度有關。
單法蘭液位變送器,其量程范圍好確定,只要知道其安裝的底部位置距容器的zui大高度即可。如某罐安裝一臺單法蘭液位變送器,其距罐頂部高度為10m,那么由公式計算可得其量程范圍為100kPa。當然考慮到罐高為10m,同時為了避免超出范圍,可選定量程值為120kPa。單法蘭液位變送器存在正遷移情況,這也是根據(jù)生產需要而定。雙法蘭液位變送器比較特殊,由正負兩個感壓膜片組成,各通過一段密封內充硅油的毛細引壓管與表的正負壓室連接。安裝后,連接負引壓管的法蘭升高,其內的硅油就對負壓室產生了壓強。因此,為了保證測量值的準確性,消除負壓室?guī)淼挠绊?雙法蘭液位變送器安裝后,其量程必須進行負遷移,具體算法如下:假設安裝后兩法蘭間的高度為h,儀表量程為ρ介gH,其負壓室壓強為ρ硅gH,因此該表的遷移量為ρ介gH,遷移后該表的下上限為-測ρ硅gH—(ρ介-測ρ硅)gH,此值計算完畢后,變?yōu)樵摫淼南?、上限值了。在以后的實際安裝過程中,只要上、下間兩法蘭的距離不變,變送器安裝在何位置都不會影響檢測液位的結果。
2.安裝后運行調試工作
法蘭式液位變送器安裝完畢后,在應用前需要對其進行調試,使法蘭式液位變送器檢測顯示的結果與實際被測液位符合,以滿足生產上的要求。由于原油的密度(0.85左右)比水的密度(1.0)要小一些,而且通常情況下,測量的介質并不是純油或純水,有些情況下是油水混合物,這樣油水混合物的密度就是一個變量。這一客觀因素的存在就要求法蘭式液位變送器安裝投運后需不斷進行調試,使其檢測顯示的結果盡可能地與實際被測液位接近,以便滿足油田生產上的需要。
3.檢測液位的影響因素
法蘭式液位變送器安裝后,其檢測顯示的液位數(shù)值與實際容器內的液位是否相符要受到各種因素的影響,根據(jù)多年的現(xiàn)場經驗總結,影響因素主要有下面幾個方面:
(1)安裝位置。
法蘭式液位變送器感壓部位都不安裝在容器的底部,而是安裝在離容器底部有一段距離的位置。儀表投運后,要把這段距離加到二次表或微機的量程中,不能忽略這一過程。法蘭式液位變送器開孔安裝的位置要離容器的進出液管線口遠一些,避免液體進出流動及對儀表感壓膜片沖擊造成對檢測結果的影響。
(2)被測介質。
法蘭式液位變送器投運后,還要注意進入容器內的被測介質是什么,是原油、水還是油水混合物。這是因為被測介質的不同,其密度也不同,這就會影響到法蘭式液位變送器檢測的結果,就會產生測量誤差。這種情況下,要消除這類誤差,就要考慮實際生產中被測介質的密度。
(3)感壓膜片損壞壓力受阻。
法蘭式液位變送器依靠其感壓膜片來接收液位產生的壓力,感壓膜片面積較大,而且是暴露在外,安裝時一定要注意,感壓膜片不能受到任何的損傷。一旦受到損壞而造成感壓膜變形,該法蘭式液位變送器就不能正常運行工作了。法蘭式液位變送器通常用來檢測那些粘稠、易堵的介質。其感壓膜片雖然感壓面積較大,但長期被一部份介質包圍,而這些介質又不流動,時間長了就會造成這部份介質老化、凝結,將法蘭式液位變送器感壓膜片密封住,致使感壓膜片與實際液位隔離,檢測液位不準確。
(4)引壓管受損、堵塞或進液。
雙法蘭液位變送器通過毛細引壓管將正負感壓膜片與正負壓室連接,如果兩根毛細引壓管有任一個折斷或漏油,該表無法正常工作。因此,安裝或維修維護雙法蘭液位變送器時,注意不能讓毛細引壓管受到損壞。單法蘭液位變送器安裝在密閉容器上測量液位時,其負壓室需連接一個引壓管與密閉容器的頂端連通,用以消除容器中的系統(tǒng)壓力。負引壓管由于與容器內部直接相通,這樣容易進入蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成液體,積累在引壓管內,或某種原因引壓管內充液,使引壓管內液體存在液位,就會影響到檢測結果;如果單法蘭液位變送器在儀表箱的保暖措施不好,在冬季寒冷天氣,就會使引壓管內的液體凍結,造成負壓室與容器的壓力隔絕,使儀表失去檢測功能。
4.應用中的故障現(xiàn)象及處理方法
從實際維修維護上看,法蘭式液位變送器測量液位時出現(xiàn)的故障現(xiàn)象主要有下面一些:
(1)顯示值固定不變。
當法蘭液式液位變送器傳遞給相應的二次儀表或微機上的顯示值固定不變時,多是由于感壓膜片受阻或該表內部電子元件損壞造成的。如果用手操器信號能夠與該表信號相互傳遞,說明表的感壓膜片受阻。如果手操器信號無法進入該表,判斷表內的電子元件損壞。
(2)顯示值為負數(shù)。
當二次儀表或微機上的顯示值為負數(shù)時,多是由于引壓管堵塞或進液過多造成的。解決辦法疏通引壓管即可。
(3)實際液位值與顯示值相差大。
當二次儀表或微機上的顯示值比實際值要小時,多是由于被測介質密度差異較大或安裝位置引起的。如容器內原來測量的介質是原油,后來改為測量水或油水混合物。容器內的液位越高,那么實際液位值與儀表顯示值相差也就越大。解決方法是重新調整微機的量程范圍,與實際被測介質對應上。還有,其安裝位置距容器底部的距離也可能沒有加進去,在二次儀表或微機中的量程中加入此值即可。
E+H壓力變送器也就是說不用拆除導壓管就可校準差壓變送器。
對差壓變送器進行校準時，先把三閥組的正、負閥門關閉，打開平衡閥門，然后旋松排氣、排液閥或旋塞放空，然后用自制的接頭來代替接正壓室的排氣、排液閥或旋塞；而負壓室則保持旋松狀態(tài)，使其通大氣。
現(xiàn)場校準差壓變送器
E+H壓力變送器壓力源通過膠皮管與自制接頭相連接，關閉平衡閥門，并檢查氣路密封情況，然后把電流表(電壓表)、手操器接入變送器輸出電路中，通電預熱后開始校準。我們知道不管什么型號的差壓變送器，其正、負壓室都有排氣、排液閥或旋塞；這就為我們現(xiàn)場校準差壓變送器提供了方便。
E+H壓力變送器檢查壓力接口是否漏氣或者被堵住，如果確認不是，檢查接線方式，如接線無誤再檢查電源，如電源正常再察看傳感器零位是否有輸出，或者進行簡單加壓看輸出是否變化，有變化證明傳感器沒有損壞，如果無變化傳感器即已經損壞。出現(xiàn)這種情況的其他原因還可能是儀表損壞，或者整個系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)的問題。
E+H壓力變送器一般是因為密封圈規(guī)格原因（太軟或太厚），傳感器擰緊時，密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感 器，加壓時壓力介質進不去，但是壓力很大時突然沖開密封圈，壓力傳感器受到壓力而變化，而壓力再次降低時，密封圈又回位堵住引壓口，殘存的壓力釋放不出，因此傳感器零位又下不來。E+H壓力變送器排除此原因的zui佳方法是將傳感器卸下，直接察看零位是否正常，如果正常更換密封圈再試。
根據(jù)被測壓力量程選型
一般情況下，按實際測量壓力為測量范圍的80%選取。
要考慮系統(tǒng)的zui大壓力。一般來說，壓力變送器器壓力范圍zui大值應該達到系統(tǒng)zui大壓力值的1．5倍。一些水壓和過程控制，有壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會達到“zui大”壓力的5倍甚至10倍，可能造成變送器的損壞。連續(xù)的高壓脈沖，接近或者超過變送器的zui大額定壓力，會縮短變送器的實用壽命。但提高變送器額定壓力會犧牲變送器的分辨率?？梢栽谙到y(tǒng)中使用緩沖器來減弱尖峰，這會降低傳感器的響應速度。
壓力變送器一般設計成能在2億個周期中承受zui大壓力而不會降低性能。在選擇變送器時可在系統(tǒng)性能與變送器壽命之間找到一個折中的解決方案。
E+H壓力變送器如果偏差非常大，應使用高精度儀表（至少此儀表高于壓力表和傳感器）進行參照。 微差壓變送器安裝位置對零位輸出的影響微差壓變送器由于其測量范圍很小，變送器中傳感元件的自重即會影響到微差壓變送器的輸出，因此在安裝微差壓變送器出現(xiàn)的零位變化情況屬正常情況。
安裝時應使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向，E+H壓力變送器如果安裝條件限制，則應安裝固定后調整變送器零位到標準值。
壓力變送器測量部分敏感部件采用全焊接結構，電子線路部分采用波峰焊接和接插件安裝方式，整體結構堅固、耐用，故障甚少。對絕大多數(shù)使用者來就，如發(fā)現(xiàn)敏感部件出現(xiàn)故障，一般無法自行修復，應與生產廠家聯(lián)系更換其整體部件。
一、壓力變送器測量部分的檢查
壓力變送器測量部分產生的故障，都會引起壓力變送器無輸出或輸出不正常，因此應首先檢查壓力變送器的測量敏感部件。
1.拆下法蘭，檢查敏感部件隔離膜片有無變形，破損和漏油現(xiàn)象發(fā)生。
2.拆下補償板，不取出敏感部件，檢查插針對殼體的絕緣電阻，在電壓不超過100V的情況下，絕緣電阻不應小于100M。
3.接通電路和氣路，當壓力信號為量程上限值時，關閉氣源，輸出電壓和讀數(shù)值應穩(wěn)定不動。如果輸出電壓下降，則說明壓力變送器有泄漏，可用肥皂水檢查出泄漏部位。
二、壓力變送器電路部分的檢查
1.接通電源，在給定輸入壓力信號后，檢查壓力變送器輸出端電壓信號的狀態(tài)。若無輸出電壓，應首先檢查電源電壓是否正常；是否符合供電要求；電源與壓力變送器及負載設備之間有無接線錯誤。如果壓力變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成壓力變送器無電壓信號輸出。排除上述原因，則應進一步檢查放大器板線路中元件有無損壞問題；線路板接插件有無接觸不良現(xiàn)象，可采取對照正常儀表的測量電壓與故障儀表對應的測量電壓相比較的方法，確定故障點，必要的情況下可更換有故障的放大器板。在對流量型壓力變送器檢查時，對J型放大器板應特別要注意采取防靜電措施。
2.接通電源，在給定輸入壓力信號后，若壓力變送器輸出過高(大于10VDC)，或輸出過低(小于2.0VDC)，且改變輸入壓力信號和調整零點、量程螺釘時輸出均無反應。對于這類故障，除檢查壓力變送器測量部分敏感部件有無異常外，應檢查壓力變送器放大器板上“振蕩控制電路部分"工作正常與否。高頻變壓器T1-12之間正常峰值電壓應為25~35VP-P；頻率約為32kHz。其次檢查放大器板上各運算放大器的工作狀況；各部分的元器件有無損壞問題等。此類故障需要更換放大器板。
3.壓力變送器在線路設計和工藝裝配質量上要求都十分嚴格，在實際使用中對出現(xiàn)的線路故障，經檢查確認后可以與生產廠家聯(lián)系更換其故障線路板，以確保儀表長期工作的穩(wěn)定性和可靠性。
三、現(xiàn)場故障檢查施工現(xiàn)場出現(xiàn)的故障
絕大多數(shù)是由于使用和安裝方法不當引起的，歸納起來有幾個方面。
1.一次元件(孔板、遠傳測量接頭等)堵塞或安裝形式不對，取壓點不合理。
2.引壓管泄漏或堵塞，充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體，壓力變送器過程法蘭中存有沉積物，形成測量死區(qū)。
3.壓力變送器接線不正確，電源電壓過高或過低，指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。
4.沒有嚴格按照技術要求安裝，溫度變送器安裝方式和現(xiàn)場環(huán)境不符合技術要求。以上出現(xiàn)的故障都會引起壓力變送器輸出不正常或測量不準確，但經過細心檢查，嚴格按照技術要求使用和安裝，及時采取有效措施，問題都可以排除，對不能處理的故障，應將壓力變送器送到實驗室或生產廠家做進一步檢查。
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