在液位测量中有一类使用量特别广泛的液位测量仪表，就是法兰式液位变送器，法兰式液位计变送器的选型分单、双法兰之分。单法兰液位变送器是指变送器的正压侧是法兰结构，直接与测量介质的接口相连，负压侧是釆用引压管将测量介质与变送器的容室相连。
单法兰液位变送器的特点就是测量精度高，在测量技术指标上有优异的表现，但要求比较严格，要求负压管道须密封，对于变送器进行没量程迁移，校验时应将负压管道内的介质液体的误差迁移掉。
双法兰液位变送器是指变送器的正、负压侧均是法兰结构，可与需测量的容器测管道直接相连。优点是安装容易，校验方便，不需量程迁移。缺点是测量精度不髙，测量中由于法兰与变送器之间釆用弹性软管连接，内部应该是充满硅油，因此就会对于介质压测力变化的传递产生偏差，包括外界的温度变化也会影响到硅油的性能，难免会导致误差的产生。
单法兰液位计和双法兰液位计都是釆用静压式测量的液位计，单法兰液位计测量的是敞开式容器的液位，单法兰液位变送器有设计原理先测进、品种规格齐全、安装使用简便等特点。
双法兰液位计测量的是密闭式容器的液位；双法兰液位变送器由差压变送器测与智能放大板组合，可构成智能远传压力、差压变送器，与符合HART协议的手测操器配合，可以相互通讯，进行设定和监控。
1.测量原理计算方法
生产中设定法兰式液位变送器量程及上下限很重要。在油田生产过程中,被测介质始终以液态的形式出现。由帕斯卡定律可知,流体在底部产生的压强只与其本身的密度和高度有关。
单法兰液位变送器,其量程范围好确定,只要知道其安装的底部位置距容器的zui大高度即可。如某罐安装一台单法兰液位变送器,其距罐顶部高度为10m,那么由公式计算可得其量程范围为100kPa。当然考虑到罐高为10m,同时为了避免超出范围,可选定量程值为120kPa。单法兰液位变送器存在正迁移情况,这也是根据生产需要而定。双法兰液位变送器比较特殊,由正负两个感压膜片组成,各通过一段密封内充硅油的毛细引压管与表的正负压室连接。安装后,连接负引压管的法兰升高,其内的硅油就对负压室产生了压强。因此,为了保证测量值的准确性,消除负压室带来的影响,双法兰液位变送器安装后,其量程必须进行负迁移,具体算法如下:假设安装后两法兰间的高度为h,仪表量程为ρ介gH,其负压室压强为ρ硅gH,因此该表的迁移量为ρ介gH,迁移后该表的下上限为-测ρ硅gH—(ρ介-测ρ硅)gH,此值计算完毕后,变为该表的下、上限值了。在以后的实际安装过程中,只要上、下间两法兰的距离不变,变送器安装在何位置都不会影响检测液位的结果。
2.安装后运行调试工作
法兰式液位变送器安装完毕后,在应用前需要对其进行调试,使法兰式液位变送器检测显示的结果与实际被测液位符合,以满足生产上的要求。由于原油的密度(0.85左右)比水的密度(1.0)要小一些,而且通常情况下,测量的介质并不是纯油或纯水,有些情况下是油水混合物,这样油水混合物的密度就是一个变量。这一客观因素的存在就要求法兰式液位变送器安装投运后需不断进行调试,使其检测显示的结果尽可能地与实际被测液位接近,以便满足油田生产上的需要。
3.检测液位的影响因素
法兰式液位变送器安装后,其检测显示的液位数值与实际容器内的液位是否相符要受到各种因素的影响,根据多年的现场经验总结,影响因素主要有下面几个方面:
(1)安装位置。
法兰式液位变送器感压部位都不安装在容器的底部,而是安装在离容器底部有一段距离的位置。仪表投运后,要把这段距离加到二次表或微机的量程中,不能忽略这一过程。法兰式液位变送器开孔安装的位置要离容器的进出液管线口远一些,避免液体进出流动及对仪表感压膜片冲击造成对检测结果的影响。
(2)被测介质。
法兰式液位变送器投运后,还要注意进入容器内的被测介质是什么,是原油、水还是油水混合物。这是因为被测介质的不同,其密度也不同,这就会影响到法兰式液位变送器检测的结果,就会产生测量误差。这种情况下,要消除这类误差,就要考虑实际生产中被测介质的密度。
(3)感压膜片损坏压力受阻。
法兰式液位变送器依靠其感压膜片来接收液位产生的压力,感压膜片面积较大,而且是暴露在外,安装时一定要注意,感压膜片不能受到任何的损伤。一旦受到损坏而造成感压膜变形,该法兰式液位变送器就不能正常运行工作了。法兰式液位变送器通常用来检测那些粘稠、易堵的介质。其感压膜片虽然感压面积较大,但长期被一部份介质包围,而这些介质又不流动,时间长了就会造成这部份介质老化、凝结,将法兰式液位变送器感压膜片密封住,致使感压膜片与实际液位隔离,检测液位不准确。
(4)引压管受损、堵塞或进液。
双法兰液位变送器通过毛细引压管将正负感压膜片与正负压室连接,如果两根毛细引压管有任一个折断或漏油,该表无法正常工作。因此,安装或维修维护双法兰液位变送器时,注意不能让毛细引压管受到损坏。单法兰液位变送器安装在密闭容器上测量液位时,其负压室需连接一个引压管与密闭容器的顶端连通,用以消除容器中的系统压力。负引压管由于与容器内部直接相通,这样容易进入蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成液体,积累在引压管内,或某种原因引压管内充液,使引压管内液体存在液位,就会影响到检测结果;如果单法兰液位变送器在仪表箱的保暖措施不好,在冬季寒冷天气,就会使引压管内的液体冻结,造成负压室与容器的压力隔绝,使仪表失去检测功能。
4.应用中的故障现象及处理方法
从实际维修维护上看,法兰式液位变送器测量液位时出现的故障现象主要有下面一些:
(1)显示值固定不变。
当法兰液式液位变送器传递给相应的二次仪表或微机上的显示值固定不变时,多是由于感压膜片受阻或该表内部电子元件损坏造成的。如果用手操器信号能够与该表信号相互传递,说明表的感压膜片受阻。如果手操器信号无法进入该表,判断表内的电子元件损坏。
(2)显示值为负数。
当二次仪表或微机上的显示值为负数时,多是由于引压管堵塞或进液过多造成的。解决办法疏通引压管即可。
(3)实际液位值与显示值相差大。
当二次仪表或微机上的显示值比实际值要小时,多是由于被测介质密度差异较大或安装位置引起的。如容器内原来测量的介质是原油,后来改为测量水或油水混合物。容器内的液位越高,那么实际液位值与仪表显示值相差也就越大。解决方法是重新调整微机的量程范围,与实际被测介质对应上。还有,其安装位置距容器底部的距离也可能没有加进去,在二次仪表或微机中的量程中加入此值即可。
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