液位测量仪表的分类及原理

（4）零点迁移的目的 为使仪表的输出能正确反映出液位的数值，亦即使液位的零值与满量 程能与变送器的输出上、下值相对应。 （5）零点迁移的方法 一般是在仪表上加一弹簧装置，以抵消固定差压的作用，该弹簧称为 迁移弹簧。 （6）零点迁移的实质 只改变变送器的零点，而不改变量程大小，即改变量程上下限位置， 相当于测量范围的平移。 （7）迁移量的大小 当H=0时，△P的绝对值
2 950kg / m 3
H m 0 3.0m
判断是哪种迁移并求出迁移量？
解： 正压室： P P 1 1 gH 2 gh 1 负压室： P P 1 2 gh2 差 压： P 1 gH 2 g (h2 h1 ) 当H=0时，
P (h2 h1 ) 2 g (5 1) 950 9.8 37240Pa
液位测量仪表的分类及原理
玻璃式液位计：根据流体的连通器原理来测量液位。 差压式液位计：静力学原理，液面高度与容器底部压力 成正比。 浮力式液位计：浮在液面上的浮标随液面变化而升降。
电容式液位计：由液体的容器形成的电容，其值随液位 的高低的变化而变化。
电极式液位计：根据导电性液面达到某个电极位置发出 信号的原理。 辐射式液位计：液体吸收放射性物质后射线能量与液位 高低有一定关系。 超声波式液位计：利用声波在介质中传播的某些声学特 性进行测量。
在无迁移情况下，实际测量范围是 0 ～（ h0ρg +hmaxρg）， 原 因 是 这 种 安 装 方 法 时 ΔP 多 出 一 项 h0ρg。当h=0时，ΔP= h0ρg，因此P0＞20KPa 。为 了迁移掉 h0ρg，即在 h=0 时仍然使 P0=20KPa ，可 以调整仪表的迁移弹簧张力。由于h0ρg作用在正压 室上，称之为正迁移量。迁移弹簧张力抵消了h0ρg 在正压室内产生的力，达到正迁移的目的。
∴是负迁移，负迁移量为37.24kPa。
3 ．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
P g ( H h)
正迁移量为 gh
正迁移
变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0） 不在同一水平位置
正、负压室的压力分别为：
P P气 Hg h1 g
P P气
正、负压室的压差为：
P P P Hg h1 g
当被测液位H=0时，ΔP=h1ρg >0，从而使变送器在H=0时
输出电流大于4 mA；H=Hmax时，输出电流大于20 mA。
液位测量
迁移弹簧的作用 改变变送器的零点。 迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大。 迁移 同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它不改变量程的大小。
所以： 液位测量的负迁移
p p1 p2 gh 1 g (h0 h1 )
将上式变为：
p p1 p2 gh 1 g (h1 h0 )
对比无迁移情况，ΔP多了一项压力-（h1- h0）ρ1g，它作 用在负压室上，称之为负迁移量。 当h=0时，ΔP= -(h1- h0)ρ1g ，因此P0<20KPa 。为了迁移 掉-(h1- h0)ρ1g的影响，可以调整负迁移弹簧的张力来进行 负迁移以抵消掉-(h1- h0)ρ1g在负压室内产生的力，以达到
正、负压室的压差为:
P P P H1 g (h2 h1 ) 2 g
无迁移: ΔP=Hρg
当被测液位H=0时，ΔP=-（h2-h1）ρ2g <0，使变送 器在H=0时输出电流小于4 mA；H=Hmax时，输出电流小
于20 mA
3 eg：已知 1 1200kg / m h1 1.0m h2 5.0m
因此，差压变送器正负压室的压力差 为
p p1 p2 gh
液位测量问题就转化为差压测量问题了。 但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时， 会产生附加的静压误差。就需要进行量程迁移和零点迁移。
(2)取压口低于容器底部 如图所示，当差压变送器的取压 口低于容器底部的时候，差压变 送器上测得的差压为 pA p2
由于ρgh0〉0，所以称为正迁移。
(3)介质有腐蚀性时
pA
ρ1 h ρ1 h0
+-
当被测介质有腐蚀性时， 差压变送器的正、负压室之 间就需要装隔离罐，如果隔 离液的密度为ρ1 (ρ1 >ρ )，则
h1
ρ
因为：
p1 p2
p2 p A h1 1 g p1 p A h g h0 1 g
负迁移的目的。
由于
1 g (h0 h1 ) 0 所以称为负迁移。
用法兰式差压变送器测量液位
为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、 易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应 使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如 下图所示。 法兰式差压变送器 按其结构形式

单法兰式 双法兰式
法兰式差压变送器测量液位示意图 1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器
零点迁移
同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1．无迁移：
P gH
差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点） 安装位置条件不同存在着仪表零点迁移问题 无迁移
特征： 差压变送器的正压室取压口正好 与容器的最低液位（Hmin=0）处于同 一水平位置。作用于变送器正、负压 室的差压ΔP与液位高度H的关系为 ΔP=Hρg。 当H =0时，正负压室的差ΔP=0， 变送器输出信号为4mA 当H= Hmax时，ΔPmax=ρgHmax， 变送器的输出信号为20 mA。
2．负迁移
形成原因：加隔离罐或采用法兰式测压差。
P1
正压室： P P 1 1 gH 2 gh 1
负压室： P P 1 2 gh2 差压：
P 1 gH 2 g (h2 h1 )
差压变送器的正、负压室的压力分别为
负迁移
P P气 H1 g h12 g P P气 h2 2 g
注意
在差压变送器的规格中，型号 后面加“A”的为正迁移，加“B” 的为负迁移。
液位计工作原理动画演示
常用液位检测仪表——差压式液位计
pA p2
(1)取压点与液位零面在同一水平面
设被测介质的密度为ρ，容器顶部为 气相介质，气相压力为P ， P 是取压 口的压力，根据静力学原理可得
A 1
h ρ p1
+-
液位零面
差压传感器测量液 位原理图
p2 pA ,
p1 pA gh
p2 pA 因为：
h ρ h0 液位零面 pB p1
+-
p1 pB h0 g p A h g h0 g
所以： p p1 p2 gh gh0
液位测量的正迁移
为了使液位的满量程和起始值 仍能与差压变送器的输出上限 和下限相对应，就必须克服固 定差压ρgh0的影响，采用零点 迁移就可实现。
静压原理检测物位
P出/K来自百度文库a
100
20
-2000
0
(a)负迁移
（b）无迁移
（c）正迁移
零点迁移总结
（1）零点迁移的定义 当H=0时，把差压变送器输出的零点（20KPa、4mA或0mA）所对 应的输入差压由零点迁移到某一不为零的数值。 （2）零点迁移的类型 a、无迁移：△P=Hρ g型，即H=0时，△P=0，零点为0。 b、负迁移：△P=Hρ g ﹣x（x>0）型。即H=0时，△P<0，零点 小于0。 c、正迁移：△P=Hρ g + x（x>0）型。即H=0时，△P>0，零点 大于0。 （3）出现正负迁移的原因 由于安装位置不同；以及有时在容器与变送器之间加装隔离罐 等原因造成的。