温度变化对差压式液位计测量误差影响的分析

温度变化对差压式液位计测量误差影响的分析

摘要:液位的远程监测和自动控制对测量误差和测量精度有较高的要求。文中介绍了差压式液位计的测量原理,对各温度对饱和水和蒸汽密度的影响进行分析。在此基础上推导出温度对差压式液位计测量误差和测量精度的影响。

关键词:差压式液位计液位测量测量误差密度补偿

差压式液位计具有工作可靠、质量稳定、寿命长,结构简单、安装方便、便于于操作的优点,在很多水位测量领域得到了应用。差压式液位计的输出信号除用于液位的显示外,还广泛用于液位的远程监测和自动控制。这对测量误差和精度要求比较高。在实际运行中其测量误差常常较大,特别是对高温高压容器的液位测量,有时甚至会达到20%~30%。要提高精度,减小误差,必须了解误差产生的原因及其影响大小。本文研究温度对差压式液位计测量误差的影响。研究方法,计算高温下饱和水和饱和蒸汽的密度与温度的关系,由差压计的测量原理,通过推导和计算分析温度对水位测量误差的影响。

一、差压式液位计的测量原理

差压式液位计是在密闭式容器的顶部和底部开两个孔,用引压管将顶部的气相压力和底部了液相压力引至差压计(压力变送器)(如图1),处理成压力差信号进行显示或转换成4~20mA的标准电流信号,提供远程液位显示、监测和自动控制使用。

根据差压计信号处理原理:;(1)

根据流体力学静态方程:;(2)

式中:P为差压计输出的压力差信号(Pa);Ph为容器底部液相压力;P0为容器顶部气相压力;ρ为液相密度(kg/ m3;)g为地球重力加速度(m/s2);h为所测量液位高度(m);

由(2)和(1)式得出:;(3)

;(4)

二、液相密度波动对差压式液位计测量误差的影响

由液位计算公式(4)可看出水位测量值与所测液体密度相关,一般差压式液位计是把ρ作常量处理。实际测量中,液相的密度会随着温度和压强的变化而改变。这样,测量值h就会产生误差。

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