Миграцията на нулева-точка, известна още като изместване на нулева-точка, е техническа мярка, предприета за преодоляване на изместването на нулевата -точка, причинено по време на инсталирането на манометри за ниво на диференциално налягане поради несъответствие между крана за налягане на трансмитера и крана за налягане на контейнера или прилагането на изолационни мерки.
По време на монтажа на инструмента, поради причини като местоположението на монтажа на оборудването и лесната поддръжка и работа от персонала на процеса, трансмитерът може да не е винаги в същата хоризонтална равнина като крана за налягане. Освен това, ако измерваната среда е силно корозивна или вискозна течност, тя не може да бъде директно въведена в трансмитера; трябва да се монтира резервоар за изолираща течност за предаване на сигнала за налягане и предотвратяване на корозия на измервания уред. В такива случаи трябва да се вземе предвид влиянието на измерваната среда и колоната на изолиращата течност върху показанията на манометъра. За да се елиминира влиянието на местоположението на инсталацията или изолиращата течност върху показанията на манометъра, е необходима миграция на нулева-точка. Когато използвате трансмитери за диференциално налягане, трябва да се обърне внимание на наличния диапазон, включително миграция на силиконово масло, особено за трансмитери за диференциално налягане с малък-обхват. Миграцията с нулева{7}}точка може да бъде разделена на три основни категории: без миграция, отрицателна миграция и положителна миграция.
Принцип на работа
Когато използвате манометър за диференциално налягане за измерване на нивото на течността, изместването на нулевата -точка обикновено е проблем поради различни места за инсталиране. Има три сценария: без промяна, положителна промяна и отрицателна промяна.
Без смяна (тръбопроводът за ниско{0}}налягане е празен)
За затворен резервоар за съхранение или реакционен съд нека долното налягане е P, налягането над повърхността на течността е P3и височината на нивото на течността е H, тогава имаме: P=P³ + Hpg
Където: p е плътността на средата, а g е гравитационното ускорение.
ΔP=P - P³=Hpg
Обикновено плътността на измерваната среда е известна. Разликата в налягането ΔP е право пропорционална на височината на нивото на течността H; чрез измерване на разликата в налягането може да се определи височината на нивото на течността.
Положителна миграция (тръбопроводът за ниско{0}}налягане е празен)
Отрицателна миграция
Когато измерваният контейнер е отворен, налягането на газовата фаза е атмосферно. Камерата за отрицателно налягане на диференциалния манометър може да бъде вентилирана в атмосферата, а манометърът може да се използва и за измерване на нивото на течността. Ако контейнерът е затворен, камерата за отрицателно налягане на диференциалния манометър трябва да бъде свързана към газовата фаза на контейнера.
Пример без миграция:
Манометърът за ниво на диференциално налягане измерва налягането чрез диференциалното налягане, генерирано между течността и камерите за положително и отрицателно налягане на трансмитера. Ако камерите за положително и отрицателно налягане на трансмитера и точката на изтичане на налягането на контейнера са в една и съща хоризонтална равнина, когато H=0, ΔP=0; т.е. ΔP=Pположително-Pотрицателно=ρgH и налягането ще се променя линейно с увеличаването на нивото на течността.
Ако плътността на течността в резервоара за съхранение е 1,2 и нивото на течността се колебае в диапазона от 0-4m, изчислете обхвата на трансмитера.
Решение: По формулата: ΔP=Pположителен - Пневмония=ρgH
При пълно ниво: P1=1.2 × 9,8 × 4=47.06 kPa
При празно ниво: P1=1.2 × 9,8 × 0=0 kPa
И при пълно, и при празно ниво: P2=0 kPa
Обхватът на трансмитера е: 0-47.06 kPa
Пример за положителна миграция:
Когато трансмитерът за диференциално налягане е в позиция h под референтната равнина на нивото на течността, е необходима положителна миграция.
Ако плътността на течността в резервоара за съхранение е 1,2 и нивото на течността H варира в диапазона от 0-4m, като h е 1m, изчислете обхвата на трансмитера.
Решение: По формулата: ΔP=Pположителен - Пневмония=ρgH
Страна с ниско{0}}налягане P2: Тъй като е отворена към атмосферата, се приема, че е 0.
Страна с високо{0}}налягане P1: P1=ρg(H + h)
При пълно ниво на течността: P1=1.2 × 9,8 × (4 + 1)=58.8 kPa
При ниво на празна течност: P1=1.2 × 9,8 × (0 + 1)=11.76 kPa
Обхватът на предавателя е: 11.76 - 58.8 kPa
Заключение: Причината за миграцията на положителната нулева -точка на този трансмитер е, че дори когато нивото на течността е 0, все още има налягане на нивото на течността от 11,76 kPa, приложено към страната на положителното налягане на трансмитера.
Пример за отрицателна миграция:
В системата за измерване на нивото на течността, показана на фигурата, направляващата тръба за налягането на газовата фаза е пълна не с газ, а с кондензат (чиято плътност е приблизително равна на тази на водата в контейнера).
Ако плътността на водата в резервоара за съхранение е 1,0, нивото на течността H варира в диапазона от 0-2m, а H0 е 2,5m, изчислете обхвата на предавателя.
Решение: По формулата: ΔP=Pположителен - Пневмония=ρgH
Страна с ниско{0}}налягане P2: P2=ρgH0
Страна с високо{0}}налягане P1: P1=ρgH
Страна с ниско{0}}налягане при пълно ниво: P2=1.0 × 9,8 × 2.5=24.5 kPa
Страна с ниско{0}}налягане при празно ниво: P2=1.0 × 9,8 × 2.5=24.5 kPa
Страна с високо{0}}налягане при пълно ниво: P1=1.0 × 9,8 × 2=19.6 kPa
Страна с високо{0}}налягане при празно ниво: P1=1.0 × 9,8 × 2=19.6 kPa =1.0 × 9,8 × 0=0 kPa
Според формулата: ΔP=Pположителен - Pотрицателен
При пълно ниво: ΔP=19.6 - 24.5=-4.9 kPa
При празно ниво: ΔP=0 - 24.5=-24.5 kPa
Обхватът на трансмитера е: -24,5 до -4,9 kPa
Заключение: Причината за отрицателната миграция на нулевата -точка на този трансмитер е, че когато нивото на течността е 0, все още има налягане на ниво течност от -24,5 kPa, приложено към страната с отрицателно налягане на трансмитера.
В обобщение: Когато нивото на течността е 0, ако ΔP > 0, предавателят се нуждае от положителна миграция; ако ΔP < 0, предавателят се нуждае от отрицателна миграция; ако ΔP=0, не се изисква миграция.
Ефектът от местоположението на инсталацията на трансмитера върху нивото на течността
О: Уредът за ниво с двоен-фланец е инсталиран под хоризонталната линия на долния фланец на запечатания контейнер, а трансмитерът е инсталиран под хоризонталната линия на долния фланец на запечатания контейнер, както е показано на фигурата по-долу.
Ако приемем ρсредене плътността на средата=1.5, ρ0е плътността на силиконовото масло=0.93, H0е средният обхват (0-5m), H1 = 1m, H2= 6m, намерете обхвата на предавателя.
Решение:
Диапазон: ΔP=ρсреден × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 kPa
Налягане на нивото на празната течност от страна на високо{0}}налягане: P(+)=ρ0 × g × H1= 0.93 × 9,8 × 1=9.114 kPa
Ниско{0}}налягане на нивото на празната течност от страната на ниското налягане: P(-)=ρ0 × g × H2= 0.93 × 9,8 × 6=54.684 kPa
Разлика в налягането при празно ниво на течност: ΔP=P(+) - P(-)=9. 114 - 54.684=-45.57 kPa Разлика в налягането при пълно ниво: ΔP=Разлика в налягането при празно ниво ΔP + Стойност на обхвата ΔP=-45.57 + 73.5=27.93 kPa Обхват на предавателя: -45,57 до 27,93 kPa
B: Нивомерът с двоен-фланец е инсталиран в средата на хоризонталната линия на фланеца на запечатания контейнер, а трансмитерът е инсталиран в средата на хоризонталната линия на високия и долния фланец на запечатания контейнер, както е показано на фигурата по-долу.
Ако приемем ρсредене плътността на средата=1.5, ρ0е плътността на силиконовото масло=0.93, H0е средният обхват (0-5m), H1 = 2m, H2= 3m, намерете обхвата на предавателя.
Решение: Диапазон: ΔP=ρсреден × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 kPa Високо{3}}налягане на нивото на въздуха от страната на налягането: P(+)=ρ0×g×-H1=0.93×9,8×-2=-18.228Kpa Ниско-налягане на нивото на празната течност от страна на налягането: P(-)=ρ0×g×H2=0.93×9,8×3=27.342Kpa Разлика в налягането при ниво на празна течност: ΔP=P(+)-P(-)=-18.228-27.342=-45.57Kpa Разлика в налягането при пълно ниво на течност: ΔP=разлика в налягането на ниво празна течност ΔP+обхватна стойност ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa Диапазон на предавателя: -45,57 до 27,93Kpa
C: Трансмитерът за диференциално налягане с двоен-фланец е монтиран над хоризонталната линия на високия{1}}краен фланец на запечатания контейнер, както е показано на фигурата по-долу.
Ако приемем ρсредене плътността на средата=1.5, ρ0е плътността на силиконовото масло=0.93, H0е средният обхват (0-5m), H1 = 6m, H2= 1m, намерете обхвата на предавателя.
Решение: Диапазон
ΔP = ρсреден × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 kPa Високо{3}}налягане на нивото на въздуха от страната на налягането: P(+)=ρ0×g×(-H1)=0.93×9,8×-6=-54.684Kpa Ниско-налягане на нивото на празната течност от страната на налягането: P(-)=ρ0×g×(-H2)=0.93×9,8×-1=-9.114Kpa Разлика в налягането при ниво на празна течност: ΔP=P(+)-P(-)=-54.684-(-9,114)=-45.57Kpa Разлика в налягането при пълно ниво на течност: ΔP=разлика в налягането на нивото на празната течност ΔP+стойност на диапазона ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa Диапазон на трансмитера: -45,57 до 27,93Kpa
Заключение: От горните изчисления може да се заключи, че обхватът и изместването на нулевата -точка на трансмитера за ниво с двоен-фланец са едни и същи, независимо от местоположението му на инсталиране. При реална инсталация се препоръчва първият метод на инсталация. Другите два метода са предразположени към обратен поток от силиконово масло, което води до издуване на диафрагмата и повреда на предавателя.
Предпазни мерки при инсталиране
Нивомерите за диференциално налягане в момента са най-широко използваният тип нивомерен уред. Поради изисквания на процеса и понякога икономически причини, като например спестяване на материал за-проводими тръби, манометрите за ниво на диференциално налягане често се инсталират при тежки работни условия. Правилното монтиране на нивомера и-проводящата тръба за налягане влияе пряко върху точността на измерването му.
За да постигнете оптимален монтаж, трябва да се вземат следните предпазни мерки:
1. Предотвратете директен контакт на трансмитера с корозивна или прегрята измервана среда;
2. Предотвратете натрупването на остатъци в -проводящата тръба за налягане;
3. Провеждащата-напорна тръба трябва да е възможно най-къса;
4. Напорът на колоната с течност в двете-проводящи тръби за налягане трябва да бъде балансиран;
5. Провеждащата-напорна тръба трябва да се монтира на място с минимални температурни градиенти и колебания на влажността, без удари и вибрации.
Могат да се използват следните методи за намаляване на грешките:
1. Провеждащата-напорна тръба трябва да е възможно най-къса;
2. При измерване на течности или пара тръбата за-провеждане на налягане трябва да бъде свързана нагоре към тръбопровода на процеса с наклон не по-малък от 1/12;
3. За измервания на газове тръбата,-проводяща налягане, трябва да бъде свързана надолу към тръбопровода на процеса с наклон не по-малък от 1/12;
4. Разположението на тръбите за-провеждане на течност трябва да избягва високи точки, а оформлението на тръбите за-провеждане на газ трябва да избягва ниски точки;
5. Двете тръби-за провеждане на налягане трябва да се поддържат при една и съща температура;
6. За да се избегнат ефектите от триенето, диаметърът на -провеждащата тръба за налягане трябва да е достатъчно голям;
7. Не трябва да има газ в тръбата,-проводяща налягане, пълна с течност;
8. Когато използвате изолираща течност, нивата на течността в двете-тръбопроводи за налягане трябва да бъдат еднакви.
Анализ на често срещаните грешки
1. Големи колебания в нивото на течността
* Големи флуктуации в средната или силна вапоризация;
* Запушване на горната или долната{0}}напорна тръба;
* Повреда на капилярната тръба, причиняваща средно изтичане;
* Увреждане на диафрагмата;
* Прекомерна температура за проследяване на топлината.
2. Няма промяна в дисплея: изходният клапан не е отворен или линията за налягане е блокирана; принудителният сигнал не се отменя; платката е дефектна или повредена; диафрагмата е повредена; положителните и отрицателните капиляри се притискат едновременно, което води до запушване или повреда на тръбопровода.
3. Максимална (минимална) индикация: Изолиращата течност от страната на ниско-налягане (страната на високо-налягане) изтича; диафрагмата е повредена; капилярът е повреден; клапанът за налягане от страната на ниско-налягане (страната на високо-налягане) не е отворен или е блокиран.
4. Индикация твърде високо (твърде ниско): Вентилът за налягане от страната на ниско-налягане (страната на високо-налягане) не е достатъчно отворен; вентилационната пробка изтича; миграцията на инструмента не е точно изчислена, конфигурацията не е зададена правилно или инструментът не е правилно калибриран.
5. Няма индикация: Сигналната линия е разхлабена или има лоша връзка; захранващият предпазител е изгорял; защитната бариера е повредена; платката е повредена.
