在高真空、高溫或低溫過程測量 的條件下,相當(dāng)多的遠(yuǎn)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(shí)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(yuǎn)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(gè)現(xiàn)實(shí)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(huì)影響遠(yuǎn)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(yuǎn)程法蘭變送器通過毛細(xì)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(gè)潛在的泄漏點(diǎn)可能會(huì)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(gè)向外的吸力 ,使變送器內(nèi)部填充的油處于負(fù)壓 的真空狀態(tài),外部空氣可能從螺紋連接點(diǎn) 滲入毛細(xì)管,這嚴(yán)重影響了測量精度
(2)填充油的沸點(diǎn)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(diǎn)時(shí),少量填充油將蒸發(fā),并對變送器 的傳感器施加另一個(gè)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(yuǎn)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(huì)含有少量溶解氣體 ,在高真空和高溫的應(yīng)用條件下會(huì)釋放和膨脹 ,并產(chǎn)生一個(gè)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(xì)管中填充的油量在低溫下收縮,會(huì)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(yuǎn)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(yuǎn)程法蘭壓力和差壓變送器的全焊接結(jié)構(gòu)。毛細(xì)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(diǎn)
(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(diǎn),通過精確計(jì)算適當(dāng)減少填充油 的填充量,以補(bǔ)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(bǔ)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(yuǎn)程法蘭差壓液位變送器的特殊計(jì)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(yuǎn)程法蘭壓力和帶毛細(xì)管的差壓變送器的測量精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)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(yuǎn)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(yàn)選擇的,并且沒有具體的理論依據(jù)
為了提前定量分析遠(yuǎn)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(shí)際測量精度和動(dòng)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(yàn),開發(fā)設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程法蘭壓力和差壓變送器 的選擇和計(jì)算方法,它為根據(jù)具體應(yīng)用條件 (工作壓力、溫度、兩個(gè)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(yuǎn)程法蘭壓力和差壓變送器,以及初步選擇遠(yuǎn)程法蘭變送器 ,提供了很好的理論依據(jù),通過計(jì)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(yuǎn)程法蘭壓力和差壓變送器 ;如果可以使用 ,計(jì)算該型號遠(yuǎn)程法蘭壓力和差壓變送器 的測量精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)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(huì)影響變送器 的測量精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。用戶可以更改一些選擇 ,并進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算 ,從而選擇綜合性能良好的遠(yuǎn)程法蘭變送器。
(5)不對稱型遠(yuǎn)傳法蘭差壓變送器應(yīng)用。在現(xiàn)在的工藝應(yīng)用中 ,遠(yuǎn)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(xì)管長度相同、充油液相同的對稱型結(jié)構(gòu)。因?yàn)榇蠹移毡檎J(rèn)為溫度變化造成的影響同時(shí)作用在遠(yuǎn)傳法蘭差壓變送器的高、低兩端時(shí) ,影響會(huì)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(shí)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(xì)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(yuǎn)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(xì)管的長度成正比 ,高、低壓端采用同樣長度的毛細(xì)管 , 等于是不對稱型遠(yuǎn)傳法蘭變送器毛細(xì)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(yuǎn)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(xì)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(shí) ,盡可能選擇*短的高壓側(cè)毛細(xì)管長度。
實(shí)踐證明 ,不對稱
遠(yuǎn)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(xì)管 ,變送器的整體動(dòng)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(xì)管的長短、直徑的粗細(xì)、填充油的種類還可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要來作選擇 ,達(dá)到組合的優(yōu)化性能。