在石油化工行业中非常广泛地应用于液位测量，具有原理和结构简单、精que度高、现场操作和安装方便等优点，但在设计和施工过程中，一些细节很容易被忽视，导致其测量精度降低、维护难度增加。正确的 选型计算和安装，对提高测量精度，方便现场操作维护有着重要意义。

 

１　 基本原理

又称带远传装置的差压变送器，在普通差压变送器基础上增加了远传密封装置，主要由法兰连接件、感压膜片、带有隔离液的毛细管及变送器几部分组成。其中敏感元件感压膜片经毛细管与变送器测量室相通，由感压元件、毛细管、测量室组成的封闭系统内充有隔离液，一般为硅油。介质压力通过硅油传递到测量室，工作时，被测介质压力作用在感压膜片上，使膜片产生形变，然后通过毛细管内的硅油将压力传递到敏感元件上，进而测出压力。毛细管的外部套有金属挠性保护管，长度可选，省去了引压管，安装方便，解决了引压管腐蚀和堵塞等问题。但双法兰液位变送器不适用于负压测量，设备负压不在本文讨论范围之内。

 

２　双法兰变送器安装方案与迁移量计算

在实际的设计过程中，当密闭容器采用 测量液位时，变送器有３种安装方式：位于设备上管嘴上方、位于设备上下管嘴之间、位于设备下管嘴下方。下面就这３种方式做详尽的迁移量计算和分析。

 

２．１　变送器位于设备上管嘴上方

变送器位于设备上管嘴上方安装方案如图１所示，根据液体压强公式，要计算出设备的液位高度Ｈ，则需要测量出 正负室两侧的差压Δｐ。

 

 

式中　Ｈ———液位高度；

ｐ１———变送器正压室侧压力；

ｐ２———变送器负压室侧压力；Δｐ———变送器正负压侧差压；

ρ———硅油密度；ρ介———设备内介质密度；

ｇ———重力加速度；ｐ′１———设备上管嘴压力；ｐ′２———设备下管嘴压力；ｈ１———正压侧距离下管嘴的垂直距离；

ｈ２———负压侧距离上管嘴的垂直距离；

Ｌ———设备上下管嘴法兰间距（取源间距）。由式（１）～式（３）得出：

当Ｈ在零位时，变送器负压端受到的压力为ρｇＬ，所以负迁移量为ρｇＬ，负迁移量只与ρ及Ｌ有关。

 

２．２　变送器位于设备上下管嘴之间

变送器位于设备上下管嘴之间的安装方案如图２所示，当变送器位于设备上下管嘴之间时，通过液体压强公式的计算，得出Ｈ的计算公式同式（５）。当Ｈ在零位时，变送器负压端受到的压力为ρｇＬ，所以负迁移量为ρｇＬ，负迁移量只与ρ及Ｌ有关。

２．３　变送器位于设备下管嘴下方

变送器位于设备下管嘴下方的安装方案如图３所示，通过液体压强公式的计算，得出Ｈ的计算公式同式（５）。同２．１节、２．２节分析情况一样，当Ｈ在零位时，变送器负压端受到的压力为ρｇＬ，同样需要负迁移，负迁移量仍然为ρｇＬ，只与ρ及Ｌ有关。

从上述３种安装方式的计算过程不难发现，无论 采用何种安装方案，其安装位置都不会改变变送器的负迁移量。同时，一旦变送器硅油密度确定，设备开口法兰间距确定后，负迁移量就确定了，不会随着安装方案、介质密度或液位高度而改变。

 

３　安装方案分析及选择

１）采用变送器位于设备上管嘴上方的方案

时，变送器正压侧压力ｐ１＝ｐ′１－ρｇｈ１，当ｈ１＞ｐ′１／ρｇ或者０＜ｐ′１＜ρｇｈ１时，ｐ１＜０，此时变送

器正压侧膜片就会承受负压。同理，负压侧压力ｐ２＝ｐ′２－ρｇｈ２，当ｈ２＞ｐ′２／ρｇ或者０＜ｐ′２＜ρｇｈ２时，ｐ２＜０，此时变送器负压侧膜片就会承受负压。该负压是毛细管中的硅油施加给膜片的反方向压力，若变送器长期处于负压，就会影响到膜

片的灵敏度和变送器的精度，甚至导致膜片形变。

２）采用变送器位于设备上下管嘴之间的方案时，变送器正压侧压力为ｐ１＝ｐ′１－ρｇｈ１，负压侧压力为ｐ２＝ｐ′２＋ρｇｈ２，跟１）的情况类似，当ｈ１＞ｐ′１／ρｇ或者０＜ｐ′１＜ρｇｈ１时，ｐ１＜０，那么变送器膜片就会承受负压，反方向受力，进而影响膜片性能。

３）采用变送器位于设备下管嘴下方的方案时，变送器正压侧压力为ｐ１＝ｐ′１＋ρｇｈ１，负压侧压力为ｐ２＝ｐ′２＋ρｇｈ２，该安装方式下，无论ｈ１和ｈ２是多大，或者ｐ′１和ｐ′２是多少，都不会在变送器正负压侧产生负压，对膜片也不会产生反方向的力。

 

综上所述，当采用 测量液位时，#好是将变送器安装在设备下管嘴的下方，当设备下方没有合适的位置时，也要注意，ｈ１和ｈ２不能过大，即变送器与上下取压点之间的距离不能过大，在设计的过程中，可以根据工艺提供的操作参数及条件通过公式提前核算一下。

 

４材质选择

在选型时，要根据具体的工作环境和所接触介质的特性，选择变送器的外壳材质、法兰材质和接液材质。变送器的外壳材质通常有铝合金和不锈钢，考虑到经济实用性，外壳材质一般选择铝合金，但当工作环境有一定的腐蚀性时，建议选择不锈钢。由于法兰不接液，建议与设备法兰管嘴材质一致。

 

变送器的接液部分主要指的是感压膜片，对于常规油品、水等无腐蚀性介质，膜片材质通常选择３１６或者３１６Ｌ不锈钢，若变送器用于测量具有腐蚀性介质时，需要根据不同介质的物理和化学特性，选择合适的感压膜片材质。如：对于含有低浓度碱液的介质，建议选择哈氏合金Ｃ；对于含有硫酸的介质，可以根据硫酸的浓度和温度选择哈氏合金Ｂ、哈氏合金Ｃ或者钽合金材质；对于高温高压的临氢工况，膜片可以选择３１６Ｌ加镀金等材质。

 

当 配冲洗环时，要注意冲洗环也接液，选材时也要充分考虑所接触介质的特性。对于腐蚀性非常强的介质，膜片的使用寿命会有影响。需要根据膜片材质在特定介质中的腐蚀曲线，并结合工艺、材料专业和供货厂家进行综合评估，#好在智能仪表管理系统中增设膜片更换预警。

 

５其他注意事项

１）一般情况下，当介质具有腐蚀性、易结晶、黏度大、低凝固等特性时，常选用 来测量液位。对于结晶较为严重或者黏度过大的介质，除了选用 ，还需要对设备管嘴和取源阀进行保温伴热，如果效果仍然不

理想，可以在法兰连接处加装冲洗环，接入冲洗液或吹扫蒸汽，定期冲洗，保证感压膜片的清洁以及法兰管嘴的通畅。

 

２） 毛细管中的填充硅油需要根据介质#高操作温度进行选择，常用的有低温硅油和高温硅油，低温硅油使用范围为－４５～２０５℃；高温硅油使用范围一般为０～３１５℃。在设计时，当介质温度高于２０５℃时，建议使用高温硅油，但高温硅油在较低环境温度中使用时，其压力传递性能会受到影响。比如北方的冬天，当环境温度在零下时，高温硅油就有凝结的现象，会造成测量失真，这种工况下要做好毛细管的保温伴热工作，但伴热温度不宜过高，２０℃左右即可；或者延长设备上的取压管嘴长度，尽量让介质接触到硅油时的温度低于２０５℃，这样就可以选择低温硅油，进而解决了高温硅油在低温环境需要伴热的问题。

３）选择毛细管长度时，正负压侧的毛细管尽量一样长，这样可以有效避免因为正负压侧响应时间的不同，导致的测量误差。

 

６结束语

是一款应用非常成熟和广泛的仪表，但在设计和安装过程中，容易忽略一些介质特性及周边环境等细节，导致测量效果不理想。通过分析和总结 在测量液位时较常见的安装选型问题，具有很好的指导经验和参考意义。