在高真空、高溫或低溫過程測量 的條件下,相當(dāng)多的遠程法蘭壓力和差壓變送器尚未完全應(yīng)用 , 變送器的使用壽命短 ,或測量精度差。對于一些沒有表面問題的應(yīng)用 ,實際測量誤差相當(dāng)大。因此,如何在高真空、高溫或低溫工藝條件下正確選擇和制造遠程法蘭壓力和差壓變送器是差壓法蘭液位變送器系列的一個現(xiàn)實問題
問題分析;在高真空、高溫或低溫工藝條件下 ,以下因素會影響遠程法蘭變送器的正常工作 :
(1)螺紋連接的緊密性。大多數(shù)遠程法蘭變送器通過毛細管兩端的螺紋將變送器連接至工藝連接器。在高溫應(yīng)用中,這兩個潛在的泄漏點可能會通過加熱 ,導(dǎo)致填充油膨脹,從螺紋連接 ,導(dǎo)致測量誤差 ;在真空應(yīng)用中,傳感膜片接收一個向外的吸力 ,使變送器內(nèi)部填充的油處于負壓 的真空狀態(tài),外部空氣可能從螺紋連接點 滲入毛細管,這嚴(yán)重影響了測量精度
(2)填充油的沸點隨著壓力的降低而降低 [1]。在高溫應(yīng)用 中,當(dāng)工藝溫度超過該壓力 下填充油的沸點時,少量填充油將蒸發(fā),并對變送器 的傳感器施加另一個壓力,導(dǎo)致測量誤差。如果蒸發(fā)壓力過大,將導(dǎo)致測量膜片的凸形 無法恢復(fù),并損壞變送器。這是遠程法蘭壓力和差壓變送器在真空應(yīng)用中損壞的主要原因
(3)盡管填充油是油性的 ,但它或多或少會含有少量溶解氣體 ,在高真空和高溫的應(yīng)用條件下會釋放和膨脹 ,并產(chǎn)生一個壓力傳遞到變送器的傳感器 ,導(dǎo)致測量誤差
(4)在低溫環(huán)境 (通常低于-10℃)的應(yīng)用條件下,毛細管中填充的油量在低溫下收縮,會破壞正常的壓力傳遞過程 ,導(dǎo)致測量誤差
解決方案;為了解決上述問題 ,我們專門為高真空下使用的遠程法蘭壓力和差壓液位變送器開發(fā)了一種新的生產(chǎn)工藝,高溫或低溫工藝條件 :
(1)遠程法蘭壓力和差壓變送器的全焊接結(jié)構(gòu)。毛細管、變送器和工藝接頭之間的所有連接均通過焊接 ,消除可能的泄漏點
(2)根據(jù)應(yīng)用條件 ,**控制加注油的加注量。根據(jù)用戶的使用條件和各種填充油 的特點,通過精確計算適當(dāng)減少填充油 的填充量,以補償填充油膨脹的影響。對于在低溫環(huán)境 中的應(yīng)用,填充油 的填充量將根據(jù)具體應(yīng)用條件 適當(dāng)增加,以彌補填充油體積收縮造成的影響
(3)特殊填充油脫氣處理。填充油應(yīng)經(jīng)過特殊處理 以盡可能減少溶解氣體的含量
(4)遠程法蘭差壓液位變送器的特殊計算。變送器制造商一直在宣傳其變送器具有高精度和高穩(wěn)定性 ,但對于各種應(yīng)用中遠程法蘭壓力和帶毛細管的差壓變送器的測量精度和動態(tài)響應(yīng)時間 ,沒有供應(yīng)商能提供其確切的應(yīng)用指標(biāo)。由于這些指示器隨工藝條件和遠程法蘭壓力和差壓變送器 的型號而變化,因此它們是根據(jù)過去的經(jīng)驗選擇的,并且沒有具體的理論依據(jù)
為了提前定量分析遠程法蘭壓力和差壓變送器在各種測量條件下的工作情況 ,了解特定工藝條件下的實際測量精度和動態(tài)響應(yīng)性能 ,并為變送器 的合理科學(xué)選擇和安裝位置提供指導(dǎo),結(jié)合理論和大量具體應(yīng)用經(jīng)驗,開發(fā)設(shè)計了一套遠程法蘭壓力和差壓變送器 的選擇和計算方法,它為根據(jù)具體應(yīng)用條件 (工作壓力、溫度、兩個測量法蘭之間的距離、測量壓力范圍、安裝位置尺寸等 )選擇遠程法蘭壓力和差壓變送器,以及初步選擇遠程法蘭變送器 ,提供了很好的理論依據(jù),通過計算 。
您可以找到以下問題的答案 :在這種應(yīng)用條件下 ,是否可以使用初步選擇的遠程法蘭壓力和差壓變送器 ;如果可以使用 ,計算該型號遠程法蘭壓力和差壓變送器 的測量精度和動態(tài)響應(yīng)時間,以便用戶提前了解使用情況。注油型號和變送器量程等許多因素都會影響變送器 的測量精度和動態(tài)響應(yīng)。用戶可以更改一些選擇 ,并進行優(yōu)化計算 ,從而選擇綜合性能良好的遠程法蘭變送器。
(5)不對稱型遠傳法蘭差壓變送器應(yīng)用。在現(xiàn)在的工藝應(yīng)用中 ,遠傳法蘭差壓變送器基本上都是高壓端和低壓端采用密封膜片相同、毛細管長度相同、充油液相同的對稱型結(jié)構(gòu)。因為大家普遍認為溫度變化造成的影響同時作用在遠傳法蘭差壓變送器的高、低兩端時 ,影響會消除。膜片受溫度的影響一般作為溫度偏移的*主要原因來考慮。
實際情況正好相反 ,研究結(jié)果表明 ,高、低壓端采用同樣長度的毛細管沒有改善性能 ,反而加劇了溫度變化對變送器整體性能的影響 ,遠傳法蘭差壓變送器性能受溫度的影響不僅取決于膜片的剛性 ,而且與毛細管的長度成正比 ,高、低壓端采用同樣長度的毛細管 , 等于是不對稱型遠傳法蘭變送器毛細管的兩倍 ,所以加劇了溫度對變送器整體性能的影響。因此 ,建議使用不對稱型遠傳法蘭變送器 ,即在過程溫度不高于 150 ℃、工藝條件允許的情況下 ,取消高壓側(cè)毛細管道的使用 ,把過程連接件和變送器直接連接 ;當(dāng)溫度比較高或由于其它原因不能直接安裝時 ,盡可能選擇*短的高壓側(cè)毛細管長度。
實踐證明 ,不對稱
遠傳法蘭差壓液位變送器的溫度性能 ,要比對稱型改善 15%左右。并且由于在高壓側(cè)沒有、或者使用了更短一些的毛細管 ,變送器的整體動態(tài)響應(yīng)性能明顯得到改善。變送器高、低壓側(cè)測量膜片的大小、材質(zhì)、毛細管的長短、直徑的粗細、填充油的種類還可以根據(jù)實際的生產(chǎn)需要來作選擇 ,達到組合的優(yōu)化性能。