１　 引言

        為保證化工行業安全平穩生產，需要實時對設備的物位進行調節、測量和監控，使其保持在規定范圍內。目前，測量物位的方法很多，如直讀法、浮力法、靜壓法、電容法、放射性同位素法、超聲波法、激光法及微波法等。但在化工行業中，存在著許多特殊的液體介質，這些液體大多有腐蝕性、揮發性、高粘、易凝固以及非均相等特點。為了解決導壓管線腐蝕或堵塞的問題，一般選用雙法蘭（差壓）液位變送器來測量液位，給現場儀表維護工作帶來了極大的便利。筆者以川儀橫河 ＥＪＡ１１８Ｗ 系列為例，介紹了智能雙法蘭差壓液位計的現場安裝、調校和維護，以期為同行提供借鑒。

 

２　 法蘭式差壓變送器結構及測量原理

        法蘭式差壓變送器的敏感元件是金屬膜盒，經毛細管與變送器的測量室相通。由膜盒、毛細管、測量室組成的封閉系統內充有硅油，通過硅油傳遞壓力。毛細管的內徑較小（一般為０． ７～１． ８ｍｍ ），在毛細管的外部套有金屬蛇皮保護管，具有可撓性，單根毛細管長度一般在５～１１ｍ 之間可選擇，省去了引壓導管，安裝也比較方便，解決了導管的腐蝕和阻塞問題。法蘭變送器是在普通變送器基礎上增加了一個遠傳密封裝置構成的，所以也叫遠傳式變送器或隔膜密封式變送器。遠傳密封裝置有法蘭膜盒、毛細管和毛細管內填充液三部分組成。工作時，被測介質作用在法蘭膜盒的隔離膜片上，使膜片產生變形，然后通過毛細管內的填充液將壓力傳遞到變送器的敏感元件上，經過相應的轉換，儀表便輸出相應的信號。

 

        另外，因為毛細管內硅油液柱對變送器的正負壓室所產生的壓力信號起到相互抵消的作用，所以理論上主體變送器的位置可以任意安裝。

 

３　 雙法蘭（智能）差壓液位變送器的特點

        川儀橫河ＥＪＡ１１８Ｗ 系列智能雙法蘭差壓變送器結構如圖 １ 所示。

雙法蘭變送器和普通變送器相比較，有以下幾個特點：

        （１ ）在普通變送器中，被測介質通過導壓管進入測量室，如果被測介質是粘稠液體，則容易堵塞導壓管；雙法蘭變送器用毛細管代替導壓管，避免了堵塞現象，因為封閉毛細管中填充液的物化性質穩定，不像導壓管內的介質那樣易凍凝、易氣化，因而不必像普通變送器那樣加灌隔離液，增加隔離罐及冷凝器等輔助設施，既減少了靜密封點，又提高了測量精度，同時降低了維護量。

        （２ ）雙法蘭變送器的法蘭膜盒離變送器本體較遠，可以提高儀表的接液溫度，溫度應用范圍擴大。

        （３ ）結構簡單（無任何可動或彈性元件）、可靠性高、維護量少、抗干擾能力強、調校簡便，可廣泛應用于粘稠、結晶、臟污、易燃易爆及腐蝕性液位的測量和信號變送，安全可靠。當然，雙法蘭差壓變送器價格偏高，法蘭膜片及毛細管易受損傷也是它的不足之處。

 

４　 雙法蘭（智能）差壓液位變送器的調校在進行任何設置或調校前，必須先把回路置于手動操作狀態。

４． １　 變送器差壓計算

          由于雙法蘭式差壓變送器在出廠校驗時，正、負壓法蘭是放在同一高度上進行的，而在實際液位測量時，負法蘭在上，正法蘭在下，等于在變送器上預加了一個反向壓差而使零位發生了負遷移，所以，在使用時需考慮零點遷移的問題。雙法蘭式差壓變送器檢測示意圖如圖２所示。

         假設雙法蘭填充液密度為 ρ ，被測介質密度為ρ’，該雙法蘭液位計為負遷移，遷移量（測量范圍下限）為 － ρｇＨ。圖２所示儀表量程為 ρ’ｇＨ，下限加量程可得測量上限，則該表測量范圍為 － ρ ｇＨ～ （ρ ’ －ρ）ｇＨ。同理可得最低被測液位不在下法蘭中心位置的變送器差壓測量范圍、最高被測液位不在上法蘭中心位置的變送器差壓測量范圍，以及用于界面測量的變送器差壓測量范圍。只要清楚最低被測液位時變送器的正負壓室的受壓情況，以及液位在滿量程變化范圍內的受壓情況，就可以得到變送器正確的測 量 范 圍。即 智 能 儀 表 里 所 要 設 置 的 ＬＲＶ 和ＵＲＶ兩個參數。

 

        目前安裝的雙法蘭都有上、下一次閥的放空裝置，現場校驗時關閉正、負壓一次閥，打開放空閥，此時變送器所讀的壓力值就是就是變送器的遷移量，即為變送器測量下限，加上變送器所測的量程即可得到變送器的測量上限，這樣操作調校得到的數據更為準確，從而避免因為理論計算帶來的誤差，提高了變送器的測量準確度。

 

４． ２　 調校

        雙法蘭的調校比較特殊，無需手動調整零點和量程，一般不采用實際打壓的方式調校，而是通過ＨＡＲＴ或其他協議手操器對變送器進行讀寫，達到設置變送器測量上下限的目的。從而完成對變送器的調校。手操器實際應用與其他智能儀表通訊方法一樣，將手操器信號線與變送器信號接線端（或室內安全柵本安側接線端）直接掛接，即可對變送器進行通訊和設置。就雙法蘭差壓變送器來說，主要有測量下限 ＬＲＶ 、測量上限 ＵＲＶ 和阻尼時間等參數。設置簡單便捷。當然，要注意測量范圍的設置不要超出變送器測量極限。

 

５　 實際應用中的注意事項

５． １　 選型

        主要注意變送器法蘭尺寸與設備法蘭尺寸的匹配，常用的一般為 ＤＮ５０ｍｍ 和 ＤＮ８０ｍｍ 。雙法蘭毛細管填充液的類型也是比較容易忽視的地方，以ＥＪＡ１１８Ｗ 來說，一般有 Ａ 、 Ｂ兩種填充液，分別對應兩種不同的填充液密度和不同的使用環境溫度。

 

５． ２　 安裝

        首先，雙法蘭液位變送器的高、低壓側要安裝正確，標有“ Ｌ ”的低壓側在上，標有“ Ｈ ”的高壓側在下。其次，一定要保護好毛細管，最好使用角鋼進行支撐保護，并且保證彎曲弧度不能小于廠家要求。安裝雙法蘭過程中，墊片選用一定要合適，不能壓到法蘭膜片，一定要確保每條螺栓都受力均勻（對角緊固），這樣能才保證法蘭面的平整，避免因法蘭面不平而造成開車后泄漏。變送器的主體安裝一定要低于高壓側（ Ｈ 側）法蘭一段距離，具體視廠家要求而定，一般為５００ｍｍ 左右，主要是避免填充液液柱差長期反向加到法蘭膜片上引起膜片變形損壞，從而影響到儀表的準確測量。雖然雙法蘭變送器主體安裝理論上不受位置影響，但那是建立在正常工作的基礎上，有一定的介質液位差可以抵消部分膜片所受的反向壓力，但只要雙法蘭反向受力存在，長時間使用后勢必會影響到雙法蘭變送器的準確度、穩定性甚至使用壽命。同樣道理，雙法蘭變送器不適合使用在負壓場合。

 

５． ３　 毛細管環境

        一定要保證正、負壓毛細管處于相同的環境溫度當中，避免因溫度不一致帶來的測量誤差。個別設計中有將毛細管進行伴熱的做法也值得商榷，因無法保證正、負壓所受的溫度影響一致。而且伴熱過大會引起毛細管內填充液汽化，使法蘭及變送器本體膜片鼓凸變形，導致儀表報廢。應當根據當地最低氣溫條件選擇合適的毛細管填充液型號。盡量避免在毛細管上增加額外熱源。

６　 結束語

        雙法蘭智能差壓變送器，具有量程比大、測量精度高、顯示直觀及調校簡便等特點，與老式差壓測液位方式相比，降低了維護工作量，提高了過程控制品質，能夠為為生產監測提供有效、正確的儀表數據。目前，雙法蘭還可以應用到楔式流量計的測量當中，具有一定的推廣價值。