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为什么要对变送器进行零点迁移
  • 发布日期:2017-11-13      浏览次数:665
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      零点迁移,即量程的起点进行正、负方向的迁移,以适应生产现场不同的需要,在实际生产应用中,迁移可分为无迁移、负迁移和正迁移三种。

      零点迁移的概念

      当输入处于范围下限值时,由于某些影响量引起的输出值的变化。当下限值不为零值时,亦称为始点迁移(偏移)。

      以仪表的输入信号(被测量)相对于量程作为横坐标,以输出信号相对于信号范围作为纵坐标,则可以画出仪表的输入/输出特性曲线,设其为直线关系。特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。

      变送器的测量范围等于量程+迁移量,即测量范围=量程范围+迁移量。正迁移向正方向移动,负迁移向负方向移动,而且移动的距离为迁移量,因此,正、负迁移的实质是通过调校变送器、改变量程的上、下限值,而量程的大小不变。也可以这样记忆:当输入压力为零时(0%),输出电流信号也为零(0%),为无迁移;当输入压力为零时(0%),输出电流信号为正向,为负迁移;当输入压力为零时(0%),输出电流信号为负向,小于工作零点,为正迁移;

      应用差压变送器测量液面时,如果差压变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上,就不需要迁移。而在实际应用中,出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑,测量仪表不一定都能与取压点在同一水平面上;又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体,不能直接把介质引入测压仪表,必须安装隔离液罐,用隔离液来传递压力信号,以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读数的影响。

      工业生产中,常需要针对以下几种情况做零点迁移。

      测量封闭容器液位的问题


      用差压变送器测量封闭容器液位,如果气相介质容易冷凝,则进入变送器导压管及负压室的都是冷凝液,使负压室的液柱高度改变,而引起测量误差。所以一般都是在负压室上面的导管前安装一个平衡容器,并在平衡容器中装满冷凝液。对于测量有害、腐蚀介质,为防止介质进入变送器,也需要安装隔离器并使导压管中也充满隔离液。在上述两种测量中,由于冷凝液的存在,将使变送器负压室的信号大于正压室信号,将无法进行测量。如果反接变送器正、负引压口的方法是可以使用,但液面上升时变送器输出反而下降,这容易造成错觉,并且与控制系统的连接也不方便。

      要解决以上问题,就要使用负迁移,使变送器零点由负差压开始,就可以满足使用要求了。


      变送器低于取压点时的问题


      一般变送器都安装在取压点的下方,导压管中全充满冷凝水。由于水柱静压力压力的影响,变送器的输出电流中包含了水柱的静压力,取压点与变送器的垂直距离越大,造成的误差也越大。测量开口容器液位时,如果变送器安装在容器下方的,由于被测介质液柱静压力的影响也会产生测量误差,其结果与上述是一样的。

      要解决以上问题,就要使用正迁移,把变送器的输出值调至零(4mA),这样就等于减去液柱静压力值。正迁移后变送器的输出值就是实际的工作压力值了。

      通过迁移压缩量程来提高测量精度

      比如有台35t/h的工业锅炉,其用气量始终在25t/h以上,为了提高流量测量的度,可以考虑将显示仪表的测量范围更改为20~40t/h,变送器则通过正迁移压缩量程来与之配合。

      已知:当任意质量流量为40t/h时,任意差压为60kPa,则可用以下方式来计算:
       
      任意差压=(任意质量流量的平方/差压上限时的仪表质量流量的平方)×仪表的差压上限

      根据计算结果,当任意质量流量为20t/h时,对应差压为15kPa;当任意质量流量为40t/h时,对应差压为60kPa;则此变送器的量程缩小为0~45kPa,进行正迁移,使变送器的测量范围为15~60kPa,对应的流量为20t/h~40t/h,这样提高了测量准确度。

      比如在生产中某被测温度变化范围是500~600℃,如果选择量程为0~800℃,精度0.5级的温度变送器,则其zui大的测量误差为±4℃。但是,如果用正迁移来压缩量程,选择400~800℃,精度相同的温度变送器,这时的zui大测量误差为±2℃,迁移后提高了测量精度。要说明的是,只有部分温度变送器具有上述功能,所以在选型时应注意选择。

      迁移量设置不当常会出现以下问题

      正迁移故障:判断正迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先应关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,此时仪表输出应低于4mA。如果输出不低于4mA,可能是正压室引线或三阀组有些堵。其次,关闭正压室取压点,打开放空开关,这时输出应为4mA。如果输出低于4mA,可能是迁移量变小或零位偏低;若灌有隔离液,可能是隔离液没有灌满或从旁处漏掉;如果输出高于4mA,说明迁移量变大或零位偏高。

      负迁移故障:判断负迁移的差压变送器在现场使用过程中测量是否准确,首先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量室,打开平衡阀及仪表放空堵头,仪表输出应为20mA。其次,关闭正、负压室取压点,打开放空开关,此时,仪表输出应为4mA,如果不为20mA或4mA,应检查正、负压室引线是否堵,迁移量是否改变,零位是否准确,隔离液是否流失等。

      以某炼油厂酮苯装置C-101液位控制系统为例,在对该厂酮苯装置中EJA智能双法兰变送器测量量程检查时,均发现变送器量程存在设计计算错误,对LICA-1201等变送器在DCS工程师站上检查它们的量程时,发现双法兰量程无迁移,计算修改量程后,仪表运行即正常。因此,只有按正确的计算方法及引用迁移量来进行计算才能保证仪表量程的准确。 

      如何实现变送器的迁移?

      一是在产品出厂前由厂家计算好迁移量以及我们提供给厂家zui低液位值,让他们做好迁移计算后,标定量程的时候完成迁移;
      二是用手操器完成迁移;
      三是现场实际测量,在零点的位置给变送器迁移。

      总之,生产现场中,由于测量参数及设备千变万化,对测量的要求各不相同,这就要求变送器具有迁移功能,并能方便用户在现场根据实际进行迁移,以适应生产上不同的测量需要。

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