本文壓差液位變送器與射頻導納液位計結合使用，測量水中的油含量資料由優(yōu)質變送器生產(chǎn)報價廠家為您提供。

介紹

差壓液位變送器和射頻導納液位計是工業(yè)測量中兩種非常重要和常見的液位測量儀器。差壓液位變送器是基于靜壓液位測量原理，射頻導納液位計是基于電容測量原理。基于兩種不同測量原理的液位計可以一起使用，以實現(xiàn)更多功能。本文利用射頻導納和壓差液位變送器測量水中油性介質的原理來監(jiān)測冷卻水箱中是否有大量的油性介質，從而判斷苯乙烯冷卻器中的換熱管是否泄漏，并根據(jù)水和苯乙烯的介電常數(shù)和密度來解決這個問題。

在苯乙烯冷卻系統(tǒng)的設計中，工藝的特殊性要求監(jiān)控冷卻水箱中是否有大量的含油介質苯乙烯，以判斷苯乙烯冷卻器中的換熱管是否泄漏。由于苯乙烯不溶于水，不能用水質分析儀測量水中化學性質的變化來判斷，因此應考慮一種特殊的方法。通過比較水和苯乙烯的物理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)水的介電常數(shù)為80，遠高于苯乙烯的介電常數(shù)2.45；水的標準密度為1 000千克/立方米，與苯乙烯的密度909千克/立方米相似。水和苯乙烯的介電常數(shù)和密度可以作為解決問題的起點。

2測量原理

利用電容原理測量料位是一項成熟的技術。電容電平測量方法是將電平變化直接轉換成檢測元件的電容變化，然后將電容轉換成統(tǒng)一的電信號進行傳輸和處理，最后顯示電平。電容檢測元件根據(jù)圓柱電容器的原理工作。由于待檢測的介質水是導電液體，其結構如圖1所示。電極覆蓋有作為中間介質的絕緣體(例如聚四氟乙烯)，并且液體和金屬外圓筒一起用作外電極。

圖1電容水平測量結構

檢測元件的電容C可以由公式(1)表示:

c = 2ω1 l/LNrr(1)

其中ε介電常數(shù)；

l-浸入導電液體的電極長度；

r，r ——絕緣覆蓋層的外半徑和內電極的外半徑。

因為ε1是常數(shù)，所以c與l成正比。l的值可以從c的大小得知

應用靜壓原理測量料位是通過液柱的靜壓來測量液位，這是一種廣泛使用的方法。原理如圖2所示。

圖2液位測量原理

根據(jù)流體力學原理，點A和點B之間的壓差如下:

δp = pB-pA =Hρg(2)

式中，Pa為密閉容器內A點的靜壓(氣相壓力)；

鉛的靜壓——B點；

h-液柱高度；

ρ ——液體密度；

重力加速度在封閉容器的位置。

如果圖2是一個敞開的容器，ρA是大氣壓力，那么方程(2)可以變成:

p = pB -pA =Hρg (3)

公式中p——B點的表壓。

在測量中，如果ρg不變，封閉容器中a點和b點之間的壓差δp與液位高度h成正比；在敞口容器中，b點的表壓p與h成正比。也就是說，通過測量δp或p，可以知道密閉容器或敞口容器中的液位。

3具體應用

射頻導納液位變送器是一種利用電容原理測量液位的儀器，而差壓液位變送器則利用靜壓原理測量液位。

現(xiàn)在讓我們討論一下水箱里的水是否含有苯乙烯。將射頻導納液位變送器和壓差液位變送器安裝在同一個儲罐上，使其測量范圍一致。如果罐內的水中沒有混合其他介質，在變送器誤差的影響范圍內，兩個變送器的液位測量結果是相同的。如果苯乙烯在罐中的水中混合，假設H1是罐中水柱高度的總和，H2是罐中苯乙烯液柱高度的總和，ε1是水的介電常數(shù)，ε2是苯乙烯的介電常數(shù)，ρ1是水的密度，ρ2是苯乙烯的密度。根據(jù)等式(1)，射頻導納液位變送器的測量元件具有電容C2 = 2ω1 H1/LNrr+2ω2 H2/LNrr

(其中l(wèi)nRr為常數(shù))與變送器本身的特性有關。由于射頻導納液位變送器被預設為水的介電常數(shù)，變送器此時測量儲罐中的液體高度h，即1 = LNRRC 2/2πε1 =ε1 H1+ε2 H2/ε1 = H1+(ε2/ε1)H2。

因為ε2比ε1小得多，所以用射頻導納液位變送器測得的液柱高度h小于罐內實際液柱高度H1 +H2，在一定范圍內，罐內苯乙烯液柱高度H2越大，二者之間的差異越明顯。

看看壓差液位變送器。水箱是敞開的容器，根據(jù)公式(3)的變送器現(xiàn)在測量表壓p2 =H1ρ1 g +H2 ρ2g。壓差的預設值液位變送器是水的密度，因此變送器測量水箱中的液體高度h，2 = p2/ρ1g =(h1ρ1+H2ρ2)/ρ1 = h1+(ρ2/ρ1)H2。因為ρ1和ρ2的值相差不大，所以當壓差液位變送器時，罐中測量的液體高度h和罐中實際液體高度H1 +H2之間的差值也很小。由此可以看出，當苯乙烯在罐中混合時，兩個變送器的測量值之間的差隨著罐中苯乙烯液柱高度H2的增加而增加，并且兩個變送器的測量值之間的差實際上大于通過射頻導納液位變送器測量的罐中液體高度H的測量值。

總而言之，苯乙烯冷卻系統(tǒng)工作正常。當冷卻器中的換熱管不泄漏時，冷卻水箱中只有水，射頻導納液位變送器和壓差液位變送器的測量值基本相同。當兩個變送器的測量值偏離并且變得越來越大時，可以判斷冷卻器中的換熱管已經(jīng)泄漏。

結論

在同一個化工廠或儲罐中，選擇2或3個變送器來測量相同的參數(shù)是石油化工設計中的常見做法。這種設計也是從普通實踐開始的，所用的變送器也是普通儀器，所以價格不高。但是，考慮到兩個測量原理不同的變送器之間的誤差因素，兩個變送器的測量值有明顯的偏差，需要一定的時間積累，因此不能用于重要設備或緊急停機系統(tǒng)。在本設計中，射頻導納液位變送器時需要測量水等導電介質的探頭，不適合測量非導電介質的探頭。

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