Міграція нульової-точки, також відома як зміщення нульової-точки, — це технічний захід, вжитий для подолання зсуву нульової-точки, спричиненого під час встановлення манометрів перепаду тиску через розбіжність між кранами тиску трансмітера та кранами тиску в контейнері або впровадження заходів ізоляції.
Під час встановлення приладу, з таких причин, як розташування обладнання та простота обслуговування та експлуатації технологічного персоналу, передавач може не завжди знаходитися на одній горизонтальній площині з краном тиску. Крім того, якщо вимірюване середовище є сильно корозійною або в’язкою рідиною, його не можна безпосередньо ввести в передавач; для передачі сигналу тиску та запобігання корозії вимірювального приладу необхідно встановити резервуар для ізоляційної рідини. У таких випадках слід враховувати вплив вимірюваного середовища та стовпа ізолюючої рідини на показання манометра. Щоб усунути вплив місця встановлення або ізоляційної рідини на показання манометра, необхідна міграція нульової -точки. Використовуючи датчики диференціального тиску, слід звернути увагу на доступний діапазон, включаючи міграцію силіконової олії, особливо для малих-передавачів диференціального тиску. Міграцію нульової- точки можна розділити на три основні категорії: без міграції, негативна міграція та позитивна міграція.
Принцип роботи
Якщо для вимірювання рівня рідини використовується манометр перепаду тиску, зсув-нульової точки зазвичай є проблемою через різні місця встановлення. Існує три сценарії: відсутність зсуву, позитивний зсув і негативний зсув.
Без зміни (Лінія відведення-низького тиску порожня)
Для закритого резервуара для зберігання або реакційної ємності нехай нижній тиск дорівнює P, а тиск над поверхнею рідини дорівнює P3, а висота рівня рідини H, то ми маємо: P=P³ + Hpg
Де: p — щільність середовища, g — прискорення сили тяжіння.
ΔP=P - P³=Hpg
Зазвичай густина вимірюваного середовища відома. Різниця тиску ΔP прямо пропорційна висоті рівня рідини H; Вимірюючи різницю тиску, можна визначити висоту рівня рідини.
Позитивна міграція (відвідна лінія-низького тиску порожня)
Негативна міграція
Коли вимірюваний контейнер відкритий, тиск газової фази дорівнює атмосферному. Камеру негативного тиску дифманометра можна вивести в атмосферу, і манометр також можна використовувати для вимірювання рівня рідини. Якщо ємність закрита, камеру негативного тиску дифманометра потрібно підключити до газової фази ємності.
Приклад без міграції:
Рівнеміри диференціального тиску вимірюють тиск за різницею тиску, що створюється між рідиною та камерами позитивного та негативного тиску трансмітера. Якщо камери позитивного та негативного тиску трансмітера та точка відводу тиску контейнера знаходяться на одній горизонтальній площині, коли H=0, ΔP=0; тобто ΔP=Pпозитивний-Pнегативний=ρgH, і тиск змінюватиметься лінійно зі збільшенням рівня рідини.
Якщо щільність рідини в накопичувальному резервуарі становить 1,2, а рівень рідини коливається в межах 0-4 м, обчисліть радіус дії передавача.
Розв’язання: За формулою: ΔP=Pпозитивний - Пневмонія=ρgH
На повному рівні: P1=1.2 × 9,8 × 4=47.06 кПа
На порожньому рівні: P1=1.2 × 9,8 × 0=0 кПа
На обох рівнях: P2=0 кПа
Діапазон передавача: 0-47,06 кПа
Приклад позитивної міграції:
Коли датчик перепаду тиску знаходиться в положенні h нижче контрольної площини рівня рідини, потрібна позитивна міграція.
Якщо щільність рідини в резервуарі для зберігання становить 1,2, а рівень рідини H коливається в діапазоні 0-4 м, де h дорівнює 1 м, обчисліть дальність передавача.
Розв’язання: За формулою: ΔP=Pпозитивний - Пневмонія=ρgH
Сторона низького{0}}тиску P2: оскільки вона відкрита для атмосфери, вважається, що вона дорівнює 0.
Сторона високого{0}}тиску P1: P1=ρg(H + h)
На повному рівні рідини: P1=1.2 × 9,8 × (4 + 1)=58.8 кПа
На рівні порожньої рідини: P1=1.2 × 9,8 × (0 + 1)=11.76 кПа
Діапазон передавача: 11.76 - 58.8 кПа
Висновок. Причина позитивної міграції нульової-точки цього передавача полягає в тому, що навіть коли рівень рідини дорівнює 0, тиск рівня рідини дорівнює 11,76 кПа, що прикладається до сторони позитивного тиску передавача.
Приклад негативної міграції:
У зображеній на малюнку системі вимірювання рівня рідини трубка направляючої тиску газової фази заповнена не газом, а конденсатом (щільність якого приблизно дорівнює густині води в ємності).
Якщо щільність води в резервуарі становить 1,0, рівень рідини H коливається в діапазоні 0-2 м, а H0 становить 2,5 м, обчисліть дальність передавача.
Розв’язання: За формулою: ΔP=Pпозитивний - Пневмонія=ρgH
Сторона низького{0}}тиску P2: P2=ρgH0
Сторона високого{0}}тиску P1: P1=ρgH
Сторона низького-тиску на повному рівні: P2=1.0 × 9,8 × 2.5=24.5 кПа
Сторона низького-тиску на порожньому рівні: P2=1.0 × 9,8 × 2.5=24.5 кПа
Сторона високого-тиску на повному рівні: P1=1.0 × 9,8 × 2=19.6 кПа
Сторона високого-тиску на порожньому рівні: P1=1.0 × 9,8 × 2=19.6 кПа =1.0 × 9,8 × 0=0 кПа
За формулою: ΔP=Pпозитивний - Pнегативний
На повному рівні: ΔP=19.6 - 24.5=-4.9 кПа
На порожньому рівні: ΔP=0 - 24.5=-24.5 кПа
Діапазон передавача: від -24,5 до -4,9 кПа
Висновок. Причина від’ємної міграції цього передавача за нульовою-точкою полягає в тому, що коли рівень рідини дорівнює 0, на стороні від’ємного тиску передавача все ще діє тиск рівня рідини -24,5 кПа.
Підсумовуючи: коли рівень рідини дорівнює 0, якщо ΔP > 0, передавач потребує позитивної міграції; якщо ΔP < 0, передавач потребує негативної міграції; якщо ΔP=0, міграція не потрібна.
Вплив місця установки трансмітера на рівень рідини
A: Датчик рівня з подвійним-фланцем встановлено нижче горизонтальної лінії нижнього фланця герметичної ємності, а передавач встановлено нижче горизонтальної лінії нижнього фланця герметичної ємності, як показано на малюнку нижче.
Припускаючи ρсередній– густина середовища=1.5, ρ0– щільність силіконової олії=0.93, H0– середня дальність (0-5м), H1 = 1m, H2= 6м, знайдіть радіус дії передавача.
рішення:
Діапазон: ΔP=ρсередній × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 кПа
Тиск рівня порожньої рідини на стороні високого{0}}тиску: P(+)=ρ0 × g × H1= 0.93 × 9,8 × 1=9.114 кПа
Тиск рівня порожньої рідини на стороні низького-тиску: P(-)=ρ0 × g × H2= 0.93 × 9,8 × 6=54.684 кПа
Різниця тиску на рівні порожньої рідини: ΔP=P(+) - P(-)=9. 114 - 54.684=-45.57 кПа Різниця тиску на повному рівні: ΔP=різниця тиску на порожньому рівні ΔP + Значення діапазону ΔP=-45.57 + 73.5=27.93 кПа Діапазон передавача: від -45,57 до 27,93 кПа
B: Датчик рівня з подвійним-фланцем встановлено посередині горизонтальної лінії фланця герметичної ємності, а передавач встановлено посередині горизонтальної лінії верхнього та нижнього фланців герметичної ємності, як показано на малюнку нижче.
Припускаючи ρсередній– густина середовища=1.5, ρ0– щільність силіконової олії=0.93, H0– середня дальність (0-5м), H1 = 2m, H2= 3м, знайдіть радіус дії передавача.
Рішення: діапазон: ΔP=ρсередній × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 кПа Високий{3}}тиск повітря на стороні тиску: P(+)=ρ0×g×-H1=0.93×9,8×-2=-18.228КПа Низький-тиск рівня порожньої рідини на стороні тиску: P(-)=ρ0×g×H2=0.93×9,8×3=27.342Kpa Різниця тиску на рівні порожньої рідини: ΔP=P(+)-P(-)=-18.228-27.342=-45.57Kpa Різниця тиску на повному рівні рідини: ΔP=різниця тиску на рівні порожньої рідини ΔP+значення діапазону ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa Діапазон передавача: від -45,57 до 27,93Kpa
C: Подвійний-фланцевий датчик перепаду тиску встановлюється над горизонтальною лінією верхнього-фланця герметичної ємності, як показано на малюнку нижче.
Припускаючи ρсередній– густина середовища=1.5, ρ0– щільність силіконової олії=0.93, H0– середня дальність (0-5м), H1 = 6m, H2= 1м, знайдіть радіус дії передавача.
Рішення: діапазон
ΔP = ρсередній × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 кПа Високий{3}}тиск повітря на стороні тиску: P(+)=ρ0×g×(-H1)=0.93×9,8×-6=-54.684КПа Низький-тиск рівня порожньої рідини на стороні тиску: P(-)=ρ0×g×(-H2)=0.93×9,8×-1=-9.114Kpa Різниця тиску на рівні порожньої рідини: ΔP=P(+)-P(-)=-54.684-(-9,114)=-45.57Kpa Різниця тиску на повному рівні рідини: ΔP=різниця тиску рівня порожньої рідини ΔP+значення діапазону ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa Діапазон передавача: від -45,57 до 27,93Kpa
Висновок. З наведених вище розрахунків можна зробити висновок, що діапазон і зміщення нульової-точки датчика рівня з подвійним-фланцем є однаковими незалежно від місця його встановлення. При фактичному встановленні рекомендується перший спосіб встановлення. Інші два методи схильні до зворотного потоку силіконової олії, що спричиняє здуття діафрагми та пошкодження передавача.
Запобіжні заходи при встановленні
Рівнеміри перепаду тиску в даний час є найбільш широко використовуваним типом вимірювального приладу. Через вимоги до процесу, а іноді й з економічних міркувань, як-от економія на матеріалі-провідних труб, диференціальні манометри рівня тиску часто встановлюються в важких умовах роботи. Правильне встановлення манометра рівня та-напіропровідної труби безпосередньо впливає на точність його вимірювання.
Щоб досягти оптимального встановлення, необхідно вжити наступних запобіжних заходів:
1. Уникайте прямого контакту передавача з корозійним або перегрітим вимірюваним середовищем;
2. Запобігайте накопиченню залишків у-напірній трубі;
3. Напірна-труба має бути якомога коротшою;
4. Напір стовпа рідини в обох -провідних трубах має бути збалансований;
5. Напорну -трубу слід встановити в місці з мінімальними температурними перепадами та коливаннями вологості, без ударів і вібрації.
Для зменшення помилок можна використовувати такі методи:
1. Напорна-труба має бути якомога коротшою;
2. Під час вимірювання рідин або пари трубу-, що проводить тиск, слід під’єднати до технологічного трубопроводу вгору з нахилом не менше 1/12;
3. Для вимірювання газу трубу-, що проводить тиск, слід приєднати вниз до технологічного трубопроводу з нахилом не менше 1/12;
4. У розташуванні труб-для підведення тиску рідини слід уникати високих точок, а при розташуванні труб-відведення тиску газу — уникати низьких точок;
5. Обидві труби-, що проводять тиск, мають підтримуватися при однаковій температурі;
6. Щоб уникнути впливу тертя, діаметр-труби, що проводить тиск, має бути достатньо великим;
7. У трубі, що проводить-напор, заповненій рідиною, не повинно бути газу;
8. У разі використання ізолюючої рідини рівні рідини в обох -напірних трубах мають бути однаковими.
Аналіз поширених несправностей
1. Великі коливання рівня рідини
* Великі коливання середньої або сильної пароутворення;
* Закупорка у верхній або нижній -напірній трубі;
* Пошкодження капілярної трубки, що спричиняє витік середовища;
* Пошкодження діафрагми;
* Надмірна температура нагрівання.
2. Немає змін на дисплеї: вихідний клапан не відкритий або напірна лінія заблокована; форсований сигнал не скасовується; друкована плата несправна або пошкоджена; пошкоджена діафрагма; позитивні та негативні капіляри одночасно стискаються, що спричиняє закупорку або пошкодження трубопроводу.
3. Максимальний (мінімальний) показник: ізоляційна рідина на стороні низького-тиску (стороні високого-тиску) витікає; пошкоджена діафрагма; пошкоджений капіляр; напірний клапан на боці низького-тиску (боці високого-тиску) не відкритий або заблокований.
4. Індикація занадто висока (занадто низька): Клапан тиску на боці низького-тиску (стороні високого-тиску) недостатньо відкритий; протікає вентиляційна пробка; міграція приладу розрахована неточно, конфігурація встановлена неправильно або прилад неправильно відкалібрований.
5. Немає індикації: сигнальна лінія нещільна або має погане з’єднання; перегорів силовий запобіжник; пошкоджено запобіжний бар'єр; друкована плата пошкоджена.
