化学工业出版社
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化工仪表及自动化第四章 物位检测化学工业出版社
www.cip.com.cn内容提要
物位检测的意义及主要类型
压差式液位计
工作原理
零点迁移问题
用法兰式差压变送器测量液位
其他物位计
电容式物位计
核辐射物位计
雷达式液位计
称重式液罐计量仪
1
化学工业出版社
www.cip.com.cn第一节 物位检测的意义及主要类型
2
几个概念 液位 料位液位计 料位计 界面计测量物位的两个目的按其工作原理分为直读式物位仪表 差压式物位仪表浮力式物位仪表 电磁式物位仪表核辐射式物位仪表 声波式物位仪表光学式物位仪表化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计
gHpp AB
将差压变送器的一端接液相，另一端接气相
gHppp AB
因此
3
一、工作原理图 4-1 差压式液位计原理图化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可以了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。若容器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相连接。以平衡气相压力 pA的静压作用。
结论
4
化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计
5
二,零点迁移问题
gHp
在使用差压变送器测量液位时，一般来说
01211 pgHghp
0222 pghp
实际应用中，正、负室压力 p1,p2分别为
ghghgHpp 2221121
ghhgHp 2121
则图 4-2 负迁移示意图化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计迁移弹簧的作用 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。
6
化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计图 4-3 正负迁移示意图图 4-4 正迁移示意图举例某差压变送器的测量范围为 0～ 5000Pa，当压差由 0
变化到 5000Pa时，变送器的输出将由 4mA变化到 20mA，
这是无迁移的情况，如左图中曲线 a所示。负迁移如曲线 b所示，正迁移如曲线 c所示。
7
一般型号后面加,A”的为正迁移；加,B”的为负迁移。
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www.cip.com.cn第二节 差压式液位计
三,用法兰式差压变送器测量液位
单法兰式
双法兰式法兰式差压变送器按其结构形式
8
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，应使用法兰式差压变送器，如下图所示。
图 4-5 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— 变送器化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计图 4-6 单法兰插入式差压变送器
1— 挡板； 2— 喷嘴； 3— 弹簧；
4— 反馈波纹管； 5— 主杠杆；
6— 密封片； 7— 壳体； 8— 连杆；
9— 插入筒； 10— 膜盒图 4-7 双法兰式差压变送器
1— 挡板； 2— 喷嘴； 3— 杠杆； 4— 反馈波纹管； 5— 密封片； 6— 插入式法兰； 7— 负压室； 8— 测量波纹管； 9—
正压室； 10— 硅油； 11— 毛细管；
12— 密封环； 13— 膜片； 14— 平法兰
9
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计
一、电容式物位计
1.测量原理图 4-8 电容器的组成
1— 内电极； 2— 外电极
d
D
LC
ln
2
两圆筒间的电容量 C
当 D 和 d 一定时，电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的介电常数 ε的乘积成比例。
10
通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计
2.液位的检测
4-9 非导电介质的液位测量
1— 内电极； 2— 外电极；
3— 绝缘套； 4— 流通小孔
d
D
LC
ln
2 0
0
当液位为零时，仪表调整零点，其零点的电容为对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
d
D
HL
d
D
HC
ln
2
ln
2 0
当液位上升为 H时，电容量变为
HK
d
D
HCCC
iX?
ln
2 0
0
电容量的变化为
11
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计电容量的变化与液位高度 H成正比。该法是利用被测介质的介电系数 ε 与空气介电系数 ε 0不等的原理进行工作，（ ε -ε 0）值越大，仪表越灵敏。电容器两极间的距离越小，仪表越灵敏。
结论
12
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计
3.料位的检测用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大，容易,滞留,,可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。
左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。
d
D
HC
X
ln
2 0
电容量变化与料位升降的关系为
13
1— 金属电极棒； 2— 容器壁图 4-10 料位检测化学工业出版社
www.cip.com.cn第三节 其他物位计优点
电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
缺点
需借助较复杂的电子线路。
应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要发生变化这种情况。
14
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计
二、核辐射物位计
HeII 0
射线的透射强度随着 通过介质层厚度的增加而减弱,
具体关系见式（ 4-9）。
（ 4-9）
图 4-10 核辐射物位计示意图
1— 辐射源； 2— 接受器特点
适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量，还可以测量高温融熔金属的液位。
可在高温、烟雾等环境下工作。
但由于放射线对人体有害，使用范围受到一些限制。
15
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计
三、雷达式液位计雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检测仪表。
可以用来连续测量腐蚀性液体、高黏度液体和有毒液体的液位。
它没有可动部件、不接触介质、没有测量盲区,
而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相对介电常数的影响,在易燃易爆等恶劣工况下仍能应用。
优点
16
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计图 4-12 雷达式液位计示意图
c
Ht 02?
雷达波由天线发出到接收到由液面来的反射波的时间 t由下式确定
0HLH
由于
tcLH 2故雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。
17
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计图 4-13 微波脉冲法原理示意图要使用导波管？
18
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计
四、称重式液罐计量仪既能将 液位测得很准,又能反映出罐中 真实的质量储量 。
称重仪根据 天平原理 设计。
gHpp 12由于
21121 M g LLApp杠杆平衡时 （ 3-64）
HKHM LAL 112代入（ 3-64）
（ 3-65）
HAM0
A
MH 0
如果液罐是均匀截面 （ 3-66）
（ 3-67）
19
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www.cip.com.cn第三节 其他物位计图 4-14 称重式液罐计量仪
1— 下波纹管； 2— 上波纹管； 3—
液相引压管； 4— 气相引压管；
5— 砝码； 6— 丝杠； 7— 可逆电机； 8— 编码盘； 9— 发讯器
02 MKL i?
AM
LA
A
KK
i 11
式中如果液罐的横截面积 A为常数，得将式（ 3-67）代入式（ 3-65），得
02 MA
KL? （ 3-68）
20
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www.cip.com.cn例题分析举例 1.某贮罐内的压力变化范围为 12~15MPa，要求远传显示，试选择一台 DDZ-Ⅱ 型压力变送器 (包括准确度等级和量程 )。如果压力由 12MPa变化到 15MPa，问这时压力变送器的输出变化了多少?如果附加迁移机构,问是否可以提高仪表的准确度和灵敏度?试举例说明之。
解,如果已知某厂生产的 DDZ-Ⅱ 型压力变送器的规格有：
0～ 10,16,25,60,100 （ MPa）
精度等级均为 0.5级。
输出信号范围为 0～ 10mA。
21
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www.cip.com.cn例题分析
M P a5.222315
由已知条件，最高压力为 15MPa，若贮罐内的压力是比较平稳的，取压力变送器的测量上限为
M P a1 2 5.0%5.020
若选择测量范围为 0～ 25MPa、准确度等级为 0.5级,
这时允许的最大绝对误差为
mA8.4102512
由于变送器的测量范围为 0～ 25MPa，输出信号范围为 0～ 10mA,故压力为 12MPa时,输出电流信号为
22
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mA6102515
压力为 15MPa时，输出电流信号为这就是说,当贮罐内的压力由 12MPa变化到 15MPa
时,变送器的输出电流只变化了 1.2mA。
在用差压变送器来测量液位时，由于在液位 H=0时,
差压变送器的输入差压信号 Δp并不一定等于 0，故要考虑零点的迁移。实际上迁移问题不仅在液位测量中遇到，在其他参数的测量中也可能遇到。加上迁移机构，
可以改变测量的起始点，提高仪表的灵敏度 (只不过这时仪表量程也要作相应改变 )。
23
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mA125.310723 712
由本例题可知，如果确定正迁移量为 7MPa，则变送器的量程规格可选为 16MPa。那么此时变送器的实际测量范围为 7～ 23MPa，即输入压力为 7MPa时，输出电流为
0mA；输入压力为 23MPa时，输出电流为 10mA。这时如果输入压力为 12MPa，则输出电流为
mA510723 715
输入压力为 15MPa时,输出电流为
24
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www.cip.com.cn例题分析由此可知，当输入压力由 12MPa变化到 15MPa时，
输出电流变化了 1.875mA，比不带迁移机构的变送器灵敏度提高了。
变送器的准确度等级仍为 0.5级，此时仪表的最大允许绝对误差为 (23-7)× 0.5% = 0.08MPa，所以，由于加了迁移机构，使仪表的测量误差减少了。
25
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www.cip.com.cn例题分析图 4-15 法兰式差压变送器测液位
26
2.用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位,如图 4-15所示。已知被测液位的变化范围为 0~3m,被测介质密度
ρ=900kg/m 3,毛细管内工作介质密度 ρ 0=950kg/m3。变送器的安装尺寸为 h1=1m,h2=4m。求变送器的测量范围,并判断零点迁移方向,计算迁移量,当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时,问对测量有何影响?
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www.cip.com.cn例题分析
PagHp 2648781.99003m a x
解,当不考虑迁移量时,变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算。
液位为 3m时,其压差为
212 1/11 skgmmNPa
这里值得一提的是压力单位 Pa用 SI基本单位时就相当于 m-1·kg·s-2，即
27
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www.cip.com.cn例题分析所以液柱压力用 Hρg计算时,只要 H用 m,ρ用 kg/m3,g
用 m/s2为单位时,相乘结果的单位就是 Pa。上述计算结果
Δpmax为 26.487kPa,经过圆整后,测量范围可选 0～ 30kPa。
ghgHpp 0101
根据图示,当液位高度为 H时,差压变送器正压室所受的压力 p1为
ghhpp 01202
负压室所受的压力 p2为
28
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www.cip.com.cn例题分析因此，差压变送器所受的压差为
ghgHppp 0221
由上式可知,该差压变送器应进行负迁移,其迁移量为 h2ρ0g。
当差压变送器安装的高度改变时,只要两个取压法兰间的尺寸 h2不变,其迁移量是不变的。
29
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3.用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度,利用溢流来保持罐内液位 H恒为 1m。如图 4-16所示。已知差压变送器的输出信号为 0~10mA,硫酸的最小和最大密度分别为 ρ min = 1.32(g/cm3),ρ max = 1.82(g/cm3) 图 4-16 流体密度测量示意图 ρ min=1.32(g/cm3),ρ max= 1.82(g/cm3)
要求,
(1)计算差压变送器的测量范围；
(2)如加迁移装置,请计算迁移量；
(3)如不加迁移装置,可在负压侧加装水恒压器 (如图中虚线所示 ),以抵消正压室附加压力的影响,请计算出水恒压器所需高度 h。
30
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gHp m ax
解,（ 1）若不考虑零点迁移,那么就要以 ρ max来计算差压变送器的测量范围。当 ρ=ρ max = 1.82g/cm3时,差压变送器所承受的差压为
Pap 4107 8 5.181.91 8 2 01
将 H=1m,ρmax=1820kg/m3,g=9.81m/s2代入上式,得
mAI 925.810102 10785.1 4 4m a x
如果选择差压变送器的测量范围为 0～ 2× 104Pa,则当 ρ=ρ max= 1.82g/cm3时,对应的变送器输出为
31
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Pap 4102 9 5.181.91 3 2 01
当 ρ=ρ min=1.32g/cm3时,其差压为
mAI 475.610102 10295.1 4 4m i n
这时差压变送器的输出为由上可知，当硫酸密度由最小值变化到最大值时，输出电流由 6.475mA变化到 8.925mA，仅变化了 2.45mA，
灵敏度是很低的。
32
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（ 2）为了提高灵敏度，可以考虑进行零点迁移，提高测量的起始点。考虑到 ρ=ρ max时，这时所对应的压差仍为 1.785× 104Pa，所以在提高测量起始点的同时，测量上限却可以不改变，这样一来，实际量程压缩了。
当 ρ=ρ min=1.32g/cm3时,Δ pmin=1.295× 104Pa。因此可以选择迁移量为 1× 104Pa,测量范围为 1× 104～
2× 104Pa的差压变送器。这时,若 ρ=ρmin时,变送器的输出为
mAI 95.2101012
101295.1
4
4
mi n
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www.cip.com.cn例题分析当 ρ=ρ max时,变送器的输出为
mAI 85.710
1012
101785.1
4
4
ma x
这时 ρ 由 ρ min变到 ρ max时,输出电流由 2.95mA变为 7.85mA,变化了 4.9mA,大大提高了仪表的灵敏度。
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Pagh 4101
（ 3）如果不加迁移装置，而在负压侧加装水恒压器，而迁移量仍为 1× 104Pa，根据
mh 02.181.9101 101 3 4
以水的密度 ρ=1000 kg/m3代入,得
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工作原理
零点迁移问题
用法兰式差压变送器测量液位
其他物位计
电容式物位计
核辐射物位计
雷达式液位计
称重式液罐计量仪
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2
几个概念 液位 料位液位计 料位计 界面计测量物位的两个目的按其工作原理分为直读式物位仪表 差压式物位仪表浮力式物位仪表 电磁式物位仪表核辐射式物位仪表 声波式物位仪表光学式物位仪表化学工业出版社
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gHpp AB
将差压变送器的一端接液相，另一端接气相
gHppp AB
因此
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一、工作原理图 4-1 差压式液位计原理图化学工业出版社
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结论
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5
二,零点迁移问题
gHp
在使用差压变送器测量液位时，一般来说
01211 pgHghp
0222 pghp
实际应用中，正、负室压力 p1,p2分别为
ghghgHpp 2221121
ghhgHp 2121
则图 4-2 负迁移示意图化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计迁移弹簧的作用 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。
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变化到 5000Pa时，变送器的输出将由 4mA变化到 20mA，
这是无迁移的情况，如左图中曲线 a所示。负迁移如曲线 b所示，正迁移如曲线 c所示。
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一般型号后面加,A”的为正迁移；加,B”的为负迁移。
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三,用法兰式差压变送器测量液位
单法兰式
双法兰式法兰式差压变送器按其结构形式
8
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，应使用法兰式差压变送器，如下图所示。
图 4-5 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— 变送器化学工业出版社
www.cip.com.cn第二节 差压式液位计图 4-6 单法兰插入式差压变送器
1— 挡板； 2— 喷嘴； 3— 弹簧；
4— 反馈波纹管； 5— 主杠杆；
6— 密封片； 7— 壳体； 8— 连杆；
9— 插入筒； 10— 膜盒图 4-7 双法兰式差压变送器
1— 挡板； 2— 喷嘴； 3— 杠杆； 4— 反馈波纹管； 5— 密封片； 6— 插入式法兰； 7— 负压室； 8— 测量波纹管； 9—
正压室； 10— 硅油； 11— 毛细管；
12— 密封环； 13— 膜片； 14— 平法兰
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一、电容式物位计
1.测量原理图 4-8 电容器的组成
1— 内电极； 2— 外电极
d
D
LC
ln
2
两圆筒间的电容量 C
当 D 和 d 一定时，电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的介电常数 ε的乘积成比例。
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通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。
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2.液位的检测
4-9 非导电介质的液位测量
1— 内电极； 2— 外电极；
3— 绝缘套； 4— 流通小孔
d
D
LC
ln
2 0
0
当液位为零时，仪表调整零点，其零点的电容为对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。
d
D
HL
d
D
HC
ln
2
ln
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当液位上升为 H时，电容量变为
HK
d
D
HCCC
iX?
ln
2 0
0
电容量的变化为
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结论
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3.料位的检测用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大，容易,滞留,,可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。
左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。
d
D
HC
X
ln
2 0
电容量变化与料位升降的关系为
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1— 金属电极棒； 2— 容器壁图 4-10 料位检测化学工业出版社
www.cip.com.cn第三节 其他物位计优点
电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
缺点
需借助较复杂的电子线路。
应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要发生变化这种情况。
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二、核辐射物位计
HeII 0
射线的透射强度随着 通过介质层厚度的增加而减弱,
具体关系见式（ 4-9）。
（ 4-9）
图 4-10 核辐射物位计示意图
1— 辐射源； 2— 接受器特点
适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量，还可以测量高温融熔金属的液位。
可在高温、烟雾等环境下工作。
但由于放射线对人体有害，使用范围受到一些限制。
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三、雷达式液位计雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检测仪表。
可以用来连续测量腐蚀性液体、高黏度液体和有毒液体的液位。
它没有可动部件、不接触介质、没有测量盲区,
而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相对介电常数的影响,在易燃易爆等恶劣工况下仍能应用。
优点
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c
Ht 02?
雷达波由天线发出到接收到由液面来的反射波的时间 t由下式确定
0HLH
由于
tcLH 2故雷达探测器对时间的测量有微波脉冲法及连续波调频法两种方式。
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18
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四、称重式液罐计量仪既能将 液位测得很准,又能反映出罐中 真实的质量储量 。
称重仪根据 天平原理 设计。
gHpp 12由于
21121 M g LLApp杠杆平衡时 （ 3-64）
HKHM LAL 112代入（ 3-64）
（ 3-65）
HAM0
A
MH 0
如果液罐是均匀截面 （ 3-66）
（ 3-67）
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1— 下波纹管； 2— 上波纹管； 3—
液相引压管； 4— 气相引压管；
5— 砝码； 6— 丝杠； 7— 可逆电机； 8— 编码盘； 9— 发讯器
02 MKL i?
AM
LA
A
KK
i 11
式中如果液罐的横截面积 A为常数，得将式（ 3-67）代入式（ 3-65），得
02 MA
KL? （ 3-68）
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www.cip.com.cn例题分析举例 1.某贮罐内的压力变化范围为 12~15MPa，要求远传显示，试选择一台 DDZ-Ⅱ 型压力变送器 (包括准确度等级和量程 )。如果压力由 12MPa变化到 15MPa，问这时压力变送器的输出变化了多少?如果附加迁移机构,问是否可以提高仪表的准确度和灵敏度?试举例说明之。
解,如果已知某厂生产的 DDZ-Ⅱ 型压力变送器的规格有：
0～ 10,16,25,60,100 （ MPa）
精度等级均为 0.5级。
输出信号范围为 0～ 10mA。
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M P a5.222315
由已知条件，最高压力为 15MPa，若贮罐内的压力是比较平稳的，取压力变送器的测量上限为
M P a1 2 5.0%5.020
若选择测量范围为 0～ 25MPa、准确度等级为 0.5级,
这时允许的最大绝对误差为
mA8.4102512
由于变送器的测量范围为 0～ 25MPa，输出信号范围为 0～ 10mA,故压力为 12MPa时,输出电流信号为
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mA6102515
压力为 15MPa时，输出电流信号为这就是说,当贮罐内的压力由 12MPa变化到 15MPa
时,变送器的输出电流只变化了 1.2mA。
在用差压变送器来测量液位时，由于在液位 H=0时,
差压变送器的输入差压信号 Δp并不一定等于 0，故要考虑零点的迁移。实际上迁移问题不仅在液位测量中遇到，在其他参数的测量中也可能遇到。加上迁移机构，
可以改变测量的起始点，提高仪表的灵敏度 (只不过这时仪表量程也要作相应改变 )。
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mA125.310723 712
由本例题可知，如果确定正迁移量为 7MPa，则变送器的量程规格可选为 16MPa。那么此时变送器的实际测量范围为 7～ 23MPa，即输入压力为 7MPa时，输出电流为
0mA；输入压力为 23MPa时，输出电流为 10mA。这时如果输入压力为 12MPa，则输出电流为
mA510723 715
输入压力为 15MPa时,输出电流为
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www.cip.com.cn例题分析由此可知，当输入压力由 12MPa变化到 15MPa时，
输出电流变化了 1.875mA，比不带迁移机构的变送器灵敏度提高了。
变送器的准确度等级仍为 0.5级，此时仪表的最大允许绝对误差为 (23-7)× 0.5% = 0.08MPa，所以，由于加了迁移机构，使仪表的测量误差减少了。
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www.cip.com.cn例题分析图 4-15 法兰式差压变送器测液位
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2.用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位,如图 4-15所示。已知被测液位的变化范围为 0~3m,被测介质密度
ρ=900kg/m 3,毛细管内工作介质密度 ρ 0=950kg/m3。变送器的安装尺寸为 h1=1m,h2=4m。求变送器的测量范围,并判断零点迁移方向,计算迁移量,当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时,问对测量有何影响?
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PagHp 2648781.99003m a x
解,当不考虑迁移量时,变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算。
液位为 3m时,其压差为
212 1/11 skgmmNPa
这里值得一提的是压力单位 Pa用 SI基本单位时就相当于 m-1·kg·s-2，即
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www.cip.com.cn例题分析所以液柱压力用 Hρg计算时,只要 H用 m,ρ用 kg/m3,g
用 m/s2为单位时,相乘结果的单位就是 Pa。上述计算结果
Δpmax为 26.487kPa,经过圆整后,测量范围可选 0～ 30kPa。
ghgHpp 0101
根据图示,当液位高度为 H时,差压变送器正压室所受的压力 p1为
ghhpp 01202
负压室所受的压力 p2为
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www.cip.com.cn例题分析因此，差压变送器所受的压差为
ghgHppp 0221
由上式可知,该差压变送器应进行负迁移,其迁移量为 h2ρ0g。
当差压变送器安装的高度改变时,只要两个取压法兰间的尺寸 h2不变,其迁移量是不变的。
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3.用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度,利用溢流来保持罐内液位 H恒为 1m。如图 4-16所示。已知差压变送器的输出信号为 0~10mA,硫酸的最小和最大密度分别为 ρ min = 1.32(g/cm3),ρ max = 1.82(g/cm3) 图 4-16 流体密度测量示意图 ρ min=1.32(g/cm3),ρ max= 1.82(g/cm3)
要求,
(1)计算差压变送器的测量范围；
(2)如加迁移装置,请计算迁移量；
(3)如不加迁移装置,可在负压侧加装水恒压器 (如图中虚线所示 ),以抵消正压室附加压力的影响,请计算出水恒压器所需高度 h。
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gHp m ax
解,（ 1）若不考虑零点迁移,那么就要以 ρ max来计算差压变送器的测量范围。当 ρ=ρ max = 1.82g/cm3时,差压变送器所承受的差压为
Pap 4107 8 5.181.91 8 2 01
将 H=1m,ρmax=1820kg/m3,g=9.81m/s2代入上式,得
mAI 925.810102 10785.1 4 4m a x
如果选择差压变送器的测量范围为 0～ 2× 104Pa,则当 ρ=ρ max= 1.82g/cm3时,对应的变送器输出为
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Pap 4102 9 5.181.91 3 2 01
当 ρ=ρ min=1.32g/cm3时,其差压为
mAI 475.610102 10295.1 4 4m i n
这时差压变送器的输出为由上可知，当硫酸密度由最小值变化到最大值时，输出电流由 6.475mA变化到 8.925mA，仅变化了 2.45mA，
灵敏度是很低的。
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（ 2）为了提高灵敏度，可以考虑进行零点迁移，提高测量的起始点。考虑到 ρ=ρ max时，这时所对应的压差仍为 1.785× 104Pa，所以在提高测量起始点的同时，测量上限却可以不改变，这样一来，实际量程压缩了。
当 ρ=ρ min=1.32g/cm3时,Δ pmin=1.295× 104Pa。因此可以选择迁移量为 1× 104Pa,测量范围为 1× 104～
2× 104Pa的差压变送器。这时,若 ρ=ρmin时,变送器的输出为
mAI 95.2101012
101295.1
4
4
mi n
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www.cip.com.cn例题分析当 ρ=ρ max时,变送器的输出为
mAI 85.710
1012
101785.1
4
4
ma x
这时 ρ 由 ρ min变到 ρ max时,输出电流由 2.95mA变为 7.85mA,变化了 4.9mA,大大提高了仪表的灵敏度。
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Pagh 4101
（ 3）如果不加迁移装置，而在负压侧加装水恒压器，而迁移量仍为 1× 104Pa，根据
mh 02.181.9101 101 3 4
以水的密度 ρ=1000 kg/m3代入,得
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