一种变密度介质料位测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种变密度介质料位测量装置。
【背景技术】
[0002] 料位测量具有应用广泛，被测对象多样的特点；比如石化企业的各种原料罐、中间 产品罐、成品罐，精馈塔液位，合成氨反应器，各种流化床反应器；食品加工工业容器，锅炉， 水库等均需要料位测量。料位的精确测量对生产厂库存管理及经济运行具有重大影响，同 时料位也是控制领域许多软测量方法赖W进行的基础数据。
[0003] 料位测量方法和装置众多，常用的有直读法、浮力法、电容法、放射性同位素法、超 声波法、微波法、激光法W及静压法，应用最广泛的是静压测量法。静压液位测量系统简称 HTG系统，HTG具有成本低、量程大、维护方便、自动化程度高、测量精度高等一系列优点。 HTG历史悠久，相对其他液位测量装置，工程技术人员和操作人员更倾向于首选HTG。
[0004] 通常采用一台差压变送器或双法兰差压变送器，测量设备上液相（或密相）和气 相（或稀相）两个取压口间的差压Δρ，再根据Δρ=P曲（P为介质密度）推导出料位的 高度h。当采用差压变送器时，低压侧导压管内需要保证稳定高度的液柱或没有液柱。在 仪表中设置量程时，量程还需要减掉由差压变送器低压侧导压管内介质产生的差压（迁移 量）。由此可见料位的测量结果受介质密度和低压侧导压管密度影响。 阳0化]当介质成分稳定时，可W采用介质溫度和密度的关系对介质密度进行补偿。当介 质成分不稳定时，采用溫度对密度补偿变得非常困难。专利号为200610154951.X的中国专 利中采用1台差压变送器测量液相固定高度产生的差压，再用该表的测量结果和测量液位 的差压变送器的测量结果推导出液位，液位与密度无关。对于低压侧导压管密度变化对测 量结果的影响，现有的测量方法中都没有考虑；专利号为200610154951.X的中国专利中负 相导压管采用干隔离管，对干隔离管进行加热，保持低压侧导压管内始终是气相，干隔离管 的溫度测量和控制采用专用仪表，系统复杂，能耗高，适用范围也主要是易挥发介质的液位 测量。
[0006] 在测量差压方面，有变送器的供货商推出电子远传差压变送器，即两台高精度压 力变送器分别测量液相和气相的压力，通过电缆将一台变送器的结果传到另一台变送器， 两台变送器的测量结果相减得出差压值，该系统可W克服差压变送器低压侧导压管或毛细 管内介质受环境溫度的影响，安装也方便，但测量误差将随设备内压力的升高而升高，适用 于设备内压力较低的场合，当设备内压力较高时，测量误差将非常大。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种系统简单、安装维护方 便、适用介质的范围广泛的变密度介质料位测量装置。
[0008] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种变密度介质料位测量装 置，用于对设备内装载的变密度介质的料位进行测量，其特征在于：在设备上方设置第一 取压口和第二取压口，第一取压口和第二取压口处于同一水平位置，在设备中部设置第Ξ取压口，在设备下部设置第四取压口，第Ξ取压口的位置低于设备的最低料位，该测量装置 包括第一双法兰差压变送器、第二双法兰差压变送器、溫度计和基本过程控制系统，其中第 一双法兰差压变送器的低压侧法兰通过毛细管与第二取压口相连，第一双法兰差压变送器 的高压侧法兰通过毛细管与第四取压口相连，第二双法兰差压变送器的低压侧法兰通过毛 细管与第一取压口相连，第二双法兰差压变送器的高压侧法兰通过毛细管与第Ξ取压口相 连，溫度计放置在设备附近测量环境溫度，第一双法兰差压变送器、第二双法兰差压变送器 和溫度计的测量信号引入基本过程控制系统中，基本过程控制系统根据第一双法兰差压变 送器、第二双法兰差压变送器和溫度计的测量信号对设备内装载的变密度介质的料位进行 测量。
[0009] 所述第Ξ取压口的位置高于第四取压口的位置；
[0010] 在满足第Ξ取压口的位置应低于设备的最低料位的条件下，第Ξ取压口与设备的 最高料位之间的距离取值应尽量大。
[0011] 第一双法兰差压变送器和第二双法兰差压变送器型号相同。
[0012] 所述基本过程控制系统根据第一双法兰差压变送器、第二双法兰差压变送器和溫 度计的测量信号对设备内装载的变密度介质的料位进行测量的方法为：
[0013] 步骤一、确定第一双法兰差压变送器和第二双法兰差压变送器的量程：令毛细管 中填充介质的密度为Ρ。，令被测介质密度为Ρ，令被测介质最大密度为
[0014] 第一双法兰差压变送器量程为ΔΡι"_=Ρmexg(皿+Hd)，其中皿为第Ξ取压口与 设备的最高料位之间的距离取值，Hd为第Ξ取压口和第四取压口之间的距离取值；第一双 法兰差压变送器的迁移量为B1 =P。巧，其中Η为第二取压口和第四取压口之间的距离取 值；第一双法兰差压变送器迁移后量程为-Ρ細~-Ρ(jgH+APimax，即为：-Ρ。巧~-Ρ。巧+ Pmaxg师+Hd);
[0015]第二双法兰差压变送器量程为Δ92。。、=Pm。姑化其中皿为第Ξ取压口与设备 的最高料位之间的距离取值，第二双法兰差压变送器的迁移量为B2 =Peg(H-Hd)，其中 Η为第二取压口和第四取压口之间的距离取值，Hd为第Ξ取压口和第四取压口之间的距 离取值；第二双法兰差压变送器迁移后量程为：-P〇g(H-Hd)~-P〇g(H-Hd) +Δp2max，即 为-Pο邑(Η-Hd)~一Pο邑(Η-Hd) +Pmax邑HD;
[0016] 步骤二、求取设备内装载的变密度介质的料位：
[0017] 当环境溫度不变时：
[0018] 第一双法兰差压变送器差压示值为：ΔΡ1 =P曲，其中h为设备内装载的变密度 介质液面与第四取压口之间的距离取值；
[0019]第二双法兰差压变送器差压示值为：ΔΡ2 =Pg化-Hd)，其中h为设备内装载的 变密度介质液面与第四取压口之间的距离取值，Hd为第Ξ取压口和第四取压口之间的距离 取值；
[0020]
[0021] 当环境溫度发生变化时，利用溫度计测量溫度，得出当前溫度与基准溫度之间的 变化量Δt:令毛细管内介质的体积膨胀系数为a,在基准溫度时，毛细管内介质的密度为 P0; 阳02引溫度发生变化后毛细管内介质密度PDt=(1-aΔt)P。；
[0023] 而第一双法兰差压变送器迁移量：Bit= (1-aΔt)P。巧；
[0024] 第二双法兰差压变送器迁移量：B2t= (1-aΔt)PDg(H-Hd);
[00巧]环境溫度变化引起第一、第二双法兰差压变送器示值误差分别为：aAtP。巧、βΔtPog(H-Hd)； 阳0%] 第一双法兰差压变送器差压示值为：ΔPit=P曲+aΔtP。巧
[0027] 第二双法兰差压变送器差压示值为：Δ化t=Pg化-Hd)+aΔtP。邑(H-Hd)
[0030] 将上式代入第一双法兰差压变送器示值得：
[00川巧慢的h值即视为设备内装载的变密度介质的料位。
[0032] 与现有技术相比，本发明的优点在于：采用溫度计测量环境溫度消除环境溫度对 双法兰差压变送器测量精度的影响，克服双法兰差压变送器测量料位精度不高的缺点；两 台差压变送器的安装方式，避免在较小设备上安装两台差压变送器时空间不够的缺点。测 量差压的仪表选用两台的双法兰差压变送器，没有导压管，没有专用控制仪表，没有干隔离 管，系统简单，安装维护方便；适用介质的范围更加广泛，适用于介质溫度处于双法兰毛细 管内隔离液允许使用溫度范围内的各种液体，W及流化床内固体料位测量；对于液体不管 是易挥发介质、非易挥发介质都适用。
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例中变密度介质料位测量装置的结构图。
【具体实施方式】
[0034]W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0035] 如图1所示的变密度介质料位测量装置，用于对设备内装载的变密度介质的料位 进行测量，在设备上方设置第一取压口 1和第二取压口 2,第一取压口 1和第二取压口 2处 于同一水平位置，在设备中部设置第Ξ取压口 3,在设备下部设置第四取压口 4,第Ξ取压 口 3的位置低于设备的最低料位，且第Ξ取压口 3的位置高于第四取压口 4的位置，在满足 第Ξ取压口 3的位置应低于设备的最低料位的条件下，第Ξ取压口与设备的最高料位之间 的距离取值应尽量大；该测量装置包括第一双法兰差压变送器5、第二双法兰差压变送器 6、溫度计7和基本过程控制系统8,其中第一双法兰差压变送器5的低压侧法兰通过毛细 管与第二取压口 2相连，第一双法兰差压变送器5的高压侧法兰通过毛细管与第四取压口 4相连，第二双法兰差压变送器6的低压侧法兰通过毛细管与第一取压口 1相连，第二双法 兰差压变送器6的高压侧法兰通过毛细管与第Ξ取压口 3相连，溫度计7放置在设备附近 测量环境溫度，第一双法兰差压变送器5和第二双法兰差压变送器6型号相同；第一双