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液柱静压力对压力变送器测量误差修正
关键字:压力变送器    日期:2020-2-23 8:53:49

在生产实际中, 压力变送器的安装位置低于取压点是很常见的事。在测量蒸汽、液体介质时,由于液柱静压力的影响,压力变送器的输出值Pi是实际工作压力Pg和液柱静压力PS之和,这就产生了一个附加误差。举例:压力变送器的安装位置低于测量点 10m,如压力变送器的示值为 5.04MPa,这其中就包含了液柱静压力值,因此要减去液柱静压力值才是实际的工作压力值。

在生产现场通常的做法,是采用近似修正的方法,即 Pg=Pi-PS

式中 Pg 为实际工作压力;Pi 为压力变送器的输出;PS 为液柱静压力,也就是需要修正的压力值,由于 PS=ρ×H,其中,ρ为水的密度(是某一特定条件下的)H 为液柱高度,即压力变送器与被测量点之间的垂直距离。

为什么说是近似修正呢?因为导压管中全是蒸汽的冷凝水,PS=ρH 是按重力加速度为980.665cm/s2、密度为 lg/cm3 时的水进行计算的;这时 PS 为“水柱”,可按 10m 水柱=lat(工程大气压)=98066.5Pa 来进行换算,这样近似,对大多数应用场合是可以满足测量要求的。

但对于被测量介质的压力较低、测量精度要求较高的场合,如用近似修正法,则测量误差也就大了,此时就应该考虑导压管中水的温度,并以此来确定水的密度ρ。

如按理论计算来修正,就要准确测量出压力变送器与取样点的垂直距离;确定导压管中蒸汽冷凝水的密度;对于精确测量还要考虑当地的重力加速度问题。这样做是很复杂和麻烦的。

讨论的目的,是从理论上认识液柱静压力的原理及其对测量结果的影响。实际上在生产现场,修正液柱静压力的影响,是很简单和方便的,因为压力变送器在设计及生产时,就已经为用户考虑了用迁移装置,这样上述问题就可以简单处理。具体做法如下(以输出为4-2OmADC 的变送器为例)。

在停产工艺压力为零时,由于液柱静压力的影响,压力变送器的输出但不会为 4mA,而会有一个输出值,这就是液柱静压力值,这时可以通过调整压力变送器的迁移,把变送器的输出值调至零(4mA),这样就等于减去了液柱静压力值。调整后的变送器的输出值就是实际的工作压力值了。

对工艺无法停产时,可以把压力变送器的根部阀门关闭,然后旋开阀后螺纹或通过排污阀门来把工艺压力卸了,调整压力变送器的迁移方法同上。

对测量较低压力及测量精度要求较高时,如果冷凝水的温度变化大,则可以根据季节在一年中进行几次调整。

对于当地的重力加速度影响问题,通过变送器的迁移调整已包含在其中了,原因是:安装至现场的压力变送器,都应该按相关规程进行校准(或检定),而标准器--活塞压力计,在送到上一级计量部门检定时,就已经对专用砝码进行过用户使用地点的重力加速度修正。即使是用精密压力表来校准压力变送器,仍然是符合标准溯源性的。

仅对压力变送器迁移的调整,就解决了液柱静压力的影响问题,这就是一个复杂问题简单化处理的例子。

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