在工業(yè)化迅速發(fā)展的大時(shí)代，缺少不了壓力變送器、流量計(jì)、液位計(jì)、密度計(jì)、差壓變送器等儀表把現(xiàn)場(chǎng)第一數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦た叵到y(tǒng)上，為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)充當(dāng)控制、檢測(cè)等一系列的眼睛，接下來(lái)華恒儀表為您解讀工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最前沿的壓力變送器使用情況。
　　以華恒儀表系列智能雙法蘭液位變送器為例，介紹了智能雙法蘭液位計(jì)的工作原理和調(diào)校步驟，詳細(xì)分析并探討了智能雙法蘭液位計(jì)的各類故障以及處理方法。
　　１　引言
　　為保證化工行業(yè)安全平穩(wěn)生產(chǎn)，需要實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備的物位進(jìn)行調(diào)節(jié)、測(cè)量和監(jiān)控，使其保持在規(guī)定范圍內(nèi)。目前，測(cè)量物位的方法很多，如直讀法、浮力法、靜壓法、電容法、放射性同位素法、超聲波法、激光法及微波法等。但在化工行業(yè)中，存在著許多特殊的液體介質(zhì)，這些液體大多有腐蝕性、揮發(fā)性、高粘、易凝固以及非均相等特點(diǎn)。為了解決導(dǎo)壓管線腐蝕或堵塞的問(wèn)題，一般選用雙法蘭（差壓）液位變送器來(lái)測(cè)量液位，給現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)工作帶來(lái)了極大的便利。筆者以華恒儀表系列為例，介紹了智能雙法蘭差壓液位計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)校和維護(hù)，以期為同行提供借鑒。
　　２　法蘭式差壓變送器結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理
　　法蘭式差壓變送器的敏感元件是金屬膜盒，經(jīng)毛細(xì)管與變送器的測(cè)量室相通。由膜盒、毛細(xì)管、測(cè)量室組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，通過(guò)硅油傳遞壓力。毛細(xì)管的內(nèi)徑較小（一般為０．７～１．８ｍｍ），在毛細(xì)管的外部套有金屬蛇皮保護(hù)管，具有可撓性，單根毛細(xì)管長(zhǎng)度一般在５～１１ｍ之間可選擇，省去了引壓導(dǎo)管，安裝也比較方便，解決了導(dǎo)管的腐蝕和阻塞問(wèn)題。法蘭變送器是在普通變送器基礎(chǔ)上增加了一個(gè)遠(yuǎn)傳密封裝置構(gòu)成的，所以也叫遠(yuǎn)傳式變送器或隔膜密封式變送器。遠(yuǎn)傳密封裝置有法蘭膜盒、毛細(xì)管和毛細(xì)管內(nèi)填充液三部分組成。工作時(shí)，被測(cè)介質(zhì)作用在法蘭膜盒的隔離膜片上，使膜片產(chǎn)生變形，然后通過(guò)毛細(xì)管內(nèi)的填充液將壓力傳遞到變送器的敏感元件上，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，儀表便輸出相應(yīng)的信號(hào)。
　　另外，因?yàn)槊?xì)管內(nèi)硅油液柱對(duì)變送器的正負(fù)壓室所產(chǎn)生的壓力信號(hào)起到相互抵消的作用，所以理論上主體變送器的位置可以任意安裝。
　　３　雙法蘭（智能）差壓液位變送器的特點(diǎn)
　　華恒儀表系列智能雙法蘭差壓變送器結(jié)構(gòu)如圖１所示。
　　雙法蘭變送器和普通變送器相比較，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
　　（１）在普通變送器中，被測(cè)介質(zhì)通過(guò)導(dǎo)壓管進(jìn)入測(cè)量室，如果被測(cè)介質(zhì)是粘稠液體，則容易堵塞導(dǎo)壓管；雙法蘭變送器用毛細(xì)管代替導(dǎo)壓管，避免了堵塞現(xiàn)象，因?yàn)榉忾]毛細(xì)管中填充液的物化性質(zhì)穩(wěn)定，不像導(dǎo)壓管內(nèi)的介質(zhì)那樣易凍凝、易氣化，因而不必像普通變送器那樣加灌隔離液，增加隔離罐及冷凝器等輔助設(shè)施，既減少了靜密封點(diǎn)，又提高了測(cè)量精度，同時(shí)降低了維護(hù)量。
　　（２）雙法蘭變送器的法蘭膜盒離變送器本體較遠(yuǎn)，可以提高儀表的接液溫度，溫度應(yīng)用范圍擴(kuò)大。
　　（３）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（無(wú)任何可動(dòng)或彈性元件）、可靠性高、維護(hù)量少、抗干擾能力強(qiáng)、調(diào)校簡(jiǎn)便，可廣泛應(yīng)用于粘稠、結(jié)晶、臟污、易燃易爆及腐蝕性液位的測(cè)量和信號(hào)變送，安全可靠。當(dāng)然，雙法蘭差壓變送器價(jià)格偏高，法蘭膜片及毛細(xì)管易受損傷也是它的不足之處。
　　４　雙法蘭（智能）差壓液位變送器的調(diào)校在進(jìn)行任何設(shè)置或調(diào)校前，必須先把回路置于手動(dòng)操作狀態(tài)。
　　４．１　變送器差壓計(jì)算
　　由于雙法蘭式差壓變送器在出廠校驗(yàn)時(shí)，正、負(fù)壓法蘭是放在同一高度上進(jìn)行的，而在實(shí)際液位測(cè)量時(shí)，負(fù)法蘭在上，正法蘭在下，等于在變送器上預(yù)加了一個(gè)反向壓差而使零位發(fā)生了負(fù)遷移，所以，在使用時(shí)需考慮零點(diǎn)遷移的問(wèn)題。雙法蘭式差壓變送器檢測(cè)示意圖如圖２所示。
　　假設(shè)雙法蘭填充液密度為，被測(cè)介質(zhì)密度為，該雙法蘭液位計(jì)為負(fù)遷移，遷移量（測(cè)量范圍下限）為－ｇＨ。圖２所示儀表量程為ｇＨ，下限加量程可得測(cè)量上限，則該表測(cè)量范圍為－ｇＨ～（－）ｇＨ。同理可得非常低被測(cè)液位不在下法蘭中心位置的變送器差壓測(cè)量范圍、非常高被測(cè)液位不在上法蘭中心位置的變送器差壓測(cè)量范圍，以及用于界面測(cè)量的變送器差壓測(cè)量范圍。只要清楚非常低被測(cè)液位時(shí)變送器的正負(fù)壓室的受壓情況，以及液位在滿量程變化范圍內(nèi)的受壓情況，就可以得到變送器正確的測(cè)量范圍。即智能儀表里所要設(shè)置的ＬＲＶ和ＵＲＶ兩個(gè)參數(shù)。
　　目前安裝的雙法蘭都有上、下一次閥的放空裝置，現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)時(shí)關(guān)閉正、負(fù)壓一次閥，打開(kāi)放空閥，此時(shí)變送器所讀的壓力值就是就是變送器的遷移量，即為變送器測(cè)量下限，加上變送器所測(cè)的量程即可得到變送器的測(cè)量上限，這樣操作調(diào)校得到的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，從而避免因?yàn)槔碚撚?jì)算帶來(lái)的誤差，提高了變送器的測(cè)量準(zhǔn)確度。
　　４．２　調(diào)校
　　雙法蘭的調(diào)校比較特殊，無(wú)需手動(dòng)調(diào)整零點(diǎn)和量程，一般不采用實(shí)際打壓的方式調(diào)校，而是通過(guò)ＨＡＲＴ或其他協(xié)議手操器對(duì)變送器進(jìn)行讀寫，達(dá)到設(shè)置變送器測(cè)量上下限的目的。從而完成對(duì)變送器的調(diào)校。手操器實(shí)際應(yīng)用與其他智能儀表通訊方法一樣，將手操器信號(hào)線與變送器信號(hào)接線端（或室內(nèi)安全柵本安側(cè)接線端）直接掛接，即可對(duì)變送器進(jìn)行通訊和設(shè)置。就雙法蘭差壓變送器來(lái)說(shuō)，主要有測(cè)量下限ＬＲＶ、測(cè)量上限ＵＲＶ和阻尼時(shí)間等參數(shù)。設(shè)置簡(jiǎn)單便捷。當(dāng)然，要注意測(cè)量范圍的設(shè)置不要超出變送器測(cè)量極限。
　　５　實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
　　５．１　選型
　　主要注意變送器法蘭尺寸與設(shè)備法蘭尺寸的匹配，常用的一般為ＤＮ５０ｍｍ和ＤＮ８０ｍｍ。雙法蘭毛細(xì)管填充液的類型也是比較容易忽視的地方，以ＥＪＡ１１８Ｗ來(lái)說(shuō)，一般有Ａ、Ｂ兩種填充液，分別對(duì)應(yīng)兩種不同的填充液密度和不同的使用環(huán)境溫度。
　　５．２　安裝
　　首先，雙法蘭液位變送器的高、低壓側(cè)要安裝正確，標(biāo)有Ｌ的低壓側(cè)在上，標(biāo)有Ｈ的高壓側(cè)在下。其次，一定要保護(hù)好毛細(xì)管，非常好使用角鋼進(jìn)行支撐保護(hù)，并且保證彎曲弧度不能小于廠家要求。安裝雙法蘭過(guò)程中，墊片選用一定要合適，不能壓到法蘭膜片，一定要確保每條螺栓都受力均勻（對(duì)角緊固），這樣能才保證法蘭面的平整，避免因法蘭面不平而造成開(kāi)車后泄漏。變送器的主體安裝一定要低于高壓側(cè)（Ｈ側(cè)）法蘭一段距離，具體視廠家要求而定，一般為５００ｍｍ左右，主要是避免填充液液柱差長(zhǎng)期反向加到法蘭膜片上引起膜片變形損壞，從而影響到儀表的準(zhǔn)確測(cè)量。雖然雙法蘭變送器主體安裝理論上不受位置影響，但那是建立在正常工作的基礎(chǔ)上，有一定的介質(zhì)液位差可以抵消部分膜片所受的反向壓力，但只要雙法蘭反向受力存在，長(zhǎng)時(shí)間使用后勢(shì)必會(huì)影響到雙法蘭變送器的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性甚至使用壽命。同樣道理，雙法蘭變送器不適合使用在負(fù)壓場(chǎng)合。
　　５．３　毛細(xì)管環(huán)境
　　一定要保證正、負(fù)壓毛細(xì)管處于相同的環(huán)境溫度當(dāng)中，避免因溫度不一致帶來(lái)的測(cè)量誤差。個(gè)別設(shè)計(jì)中有將毛細(xì)管進(jìn)行伴熱的做法也值得商榷，因無(wú)法保證正、負(fù)壓所受的溫度影響一致。而且伴熱過(guò)大會(huì)引起毛細(xì)管內(nèi)填充液汽化，使法蘭及變送器本體膜片鼓凸變形，導(dǎo)致儀表報(bào)廢。應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)胤浅５蜌鉁貤l件選擇合適的毛細(xì)管填充液型號(hào)。盡量避免在毛細(xì)管上增加額外熱源。
　　６　結(jié)束語(yǔ)
　　雙法蘭智能差壓變送器，具有量程比大、測(cè)量精度高、顯示直觀及調(diào)校簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，與老式差壓測(cè)液位方式相比，降低了維護(hù)工作量，提高了過(guò)程控制品質(zhì)，能夠?yàn)闉樯a(chǎn)監(jiān)測(cè)提供有效、正確的儀表數(shù)據(jù)。目前，雙法蘭還可以應(yīng)用到楔式流量計(jì)的測(cè)量當(dāng)中，具有一定的推廣價(jià)值。
　　儀器儀表是工業(yè)化進(jìn)程的基石，只有選用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)選用合適的儀表，才能夠事半功倍，自動(dòng)化流程才能夠更加自動(dòng)化。