差压变送器的零点迁移
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差压变送器的零点迁移
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28 新疆化工 2015年第 2期
差压变送器的零点迁移
刘丰成
(新疆新化化肥有限责任公司。乌鲁木齐830038)
／
摘 要：介绍差压式液位计的测量原理、零点迁移的分类，双法兰差压变送器的零点迁移、带迁移的差压
变送器的故障分析。
关键词：差压式液位计；零点迁移；正迁移；负迁移；无迁移；双法兰差压变送器；故障分析
介质是强腐蚀性或重粘度的液体，为防止容器内
1 差压式液位计测量原理
液体和气体进入变送器而造成管线堵塞或腐蚀，
差压式液位计是利用容器内的液位改变时， 并保持负压室液柱高度恒定，不能直接把介质引
由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的。 人测压仪表，在变送器正、负压室之间分别安装隔
当差压计的一端接液相，另一端接气相，根据 离罐，并充以隔离液。用隔离液来传递压力信号，
流体力学原理，可知 这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读
PB=PA+pgH(公式 1) 数的影响。
式中P Pn——分别是气相压力和液相压力； 差压变送器测量液位安装方式主要有三种，
H——液位高度； 为了能够正确指示液位的高度，差压变送器必须
p——介质密度； 做一些技术处理——即迁移。迁移分为无迁移、
r 重力加速度； 负迁移和正迁移。
由公式 1得到 △P=P 一PA：pgH(公式2) 2．1 无迁移
通常，被测介质的密度是已知，由公式 2得 将差压变送器的正、负压室与容器的取压点
出：差压计的差压与液位高度 H成正比，这样就把 安装在同一水平面上，如图 1所示。
测量液位高度的问题转换为测量差压的问题了。
用差压式液位计测量液位时，若被测容器是
敞IZl的，气相压力为大气压，则差压计的负压室通
大气就可以了，这时也可用压力计来直接测量液
位。若容器是受压的，则需要将差压计的负压室
与容器的气相相连接，由差压计的差压得出液位
的高度。 图 1 无迁移原理图
设 A点的压力为 P一，B点的压力为 P+，被
2 零点迁移问题
测介质的密度为p，重力加速度为g，则 AP=P+一
P =pgh；如果为敞口容器，P一为大气压力，AP=
应用差压变送器测量液位时，如果差压变送
一
器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面 P+=pgh，由此可见，如果差压变送器正压室和取
上，就不需要迁移。也就是当H=O时，作用在正、 压点相连，负压室通大气，通过测 B点的表压力就
负压室的压力是相等的。但在实际应用中，往往 可知液面的高度。当液面由h=0变化为h=hmax
H与AP之间的对应关系不那么简单。出于对设 时，差压变送器所测得的差压由AP=0变为 AP=
备安装位置和便于维护等方面的考虑，测量仪表 pghmax，输出由4mA变为20mA。
不一定都能与取压点在同一水平面上；又如被测 2．2 负迁移
变送器的迁移指将变送器的测量点人为地由2015年第2期 新疆化工 29
零点移至某个定值上，测量起始值大于零，称为变 为使变送器的输出信号不受固定压差的B的
送器正迁移；起始值小于零，称为变送器负迁移。 影响，并能正确反映出设备中液位当H=0时，差
现就举例来介绍负迁移。 压变送器的输出为4mA(0．02MPa)，当液位最高，
H=h2一hl时，差压变送器的输出为 20mA(0．
1MPa)．为此必须同时改变变送器的上、下限，而又
要保持变送器原来的量程大小不变，故需进行负
迁移，其迁移量为B=(h2一h1)P：
2．3 正迁移
在实际测量中，变送器的安装位置往往与最
低液位不在同一水平面上。
如图4所示。容器为敞口容器，差压变送器
1一差压变送器 2一隔离罐
图2 差压变送器液位示意 的位置比最低液位低 h距离，AP=pgH+pgh。当
如图2所示，为了防止密闭容器内的液体或 H=0时，AP=pgh，在差压变送器正压室存在一静
气体进入差压变送器的取压室，造成引压管线的 压力，使其输出大于4mA。当 H=Hmax时，△P：
堵塞或腐蚀，以保持差压变送器的负压室的液位 pgH+pgh，变送器输出也远大于20mA，因此，也必
恒定。在差压变送器的正、负压室与取压点之间 须把 pgh这段静压力消除掉，这就是正迁移。
分别装有隔离液罐，并充以隔离液，其密度为 P：
(P2>p1)。
如图2所示正、负压室的压力分别为：
P1=hlp2+Hp1+P气
P2=h2p2+P气
图4 正迁移原理图
正、负压室间的压差为：
2．4 测量范围、量程范围和迁移量的关系
AP=P1一P2= Hp1+ hlp2一 h2p2
差压变送器的测量范围等于量程和迁移量之
AP= Hp1一B
和，即测量范围 =量程范围 +迁移量。如图5所
式中P1——正压室的压力，Pa；
示，a量程为30kPa，无迁移量，测量范围等于量程
P2——负压室的压力，Pa；
为30kPa；b量程为 30kPa，迁移量为 一30kPa，测量
P气——容器中的气相压力，Pa；
范围为 一30—0kPa；c量程为 30kPa，迁移量为
H——被测液位的高度，m；
30kPa，测量范围为30～60kPa。
hl——最低液位到变送器的高度，m；
h2——最高液位到变送器的高度，m；
p ——被测液体的密度，kg／m ；
p ——隔离液的密度，k m’；
’ 一2U。lu u 1U u u 4u bu△PO ^)
B——固定压差，B=(h2一h1)p2，Pa；
图5 测量范围、量程范围和迁移量的关系
自△P=Hp 一B可以得出，由于固定压差的
由此可见，正、负迁移的输入、输出特性曲线
存在，使H—AP曲线向AP方向移动了B的位置，
为不带迁移量的特性曲线沿表示输人量的横坐标
如图3所示：
平移。正迁移向正方向移动，负迁移向负方向移
r … 1 动，而且移动的距离即为迁移量。
综上所述，正、负迁移的实质是通过调校差压
／ ’ o I
变送器，改变量程的上、下限值，而量程的大小不
变。此结论很重要，特别在开表或调试中均用到
．
一 ¨p I 一 此结论。如果从负压室来看，也可以简单理解为
差压变送器的零点迁移
刘丰成
(新疆新化化肥有限责任公司。乌鲁木齐830038)
／
摘 要：介绍差压式液位计的测量原理、零点迁移的分类，双法兰差压变送器的零点迁移、带迁移的差压
变送器的故障分析。
关键词：差压式液位计；零点迁移；正迁移；负迁移；无迁移；双法兰差压变送器；故障分析
介质是强腐蚀性或重粘度的液体，为防止容器内
1 差压式液位计测量原理
液体和气体进入变送器而造成管线堵塞或腐蚀，
差压式液位计是利用容器内的液位改变时， 并保持负压室液柱高度恒定，不能直接把介质引
由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的。 人测压仪表，在变送器正、负压室之间分别安装隔
当差压计的一端接液相，另一端接气相，根据 离罐，并充以隔离液。用隔离液来传递压力信号，
流体力学原理，可知 这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读
PB=PA+pgH(公式 1) 数的影响。
式中P Pn——分别是气相压力和液相压力； 差压变送器测量液位安装方式主要有三种，
H——液位高度； 为了能够正确指示液位的高度，差压变送器必须
p——介质密度； 做一些技术处理——即迁移。迁移分为无迁移、
r 重力加速度； 负迁移和正迁移。
由公式 1得到 △P=P 一PA：pgH(公式2) 2．1 无迁移
通常，被测介质的密度是已知，由公式 2得 将差压变送器的正、负压室与容器的取压点
出：差压计的差压与液位高度 H成正比，这样就把 安装在同一水平面上，如图 1所示。
测量液位高度的问题转换为测量差压的问题了。
用差压式液位计测量液位时，若被测容器是
敞IZl的，气相压力为大气压，则差压计的负压室通
大气就可以了，这时也可用压力计来直接测量液
位。若容器是受压的，则需要将差压计的负压室
与容器的气相相连接，由差压计的差压得出液位
的高度。 图 1 无迁移原理图
设 A点的压力为 P一，B点的压力为 P+，被
2 零点迁移问题
测介质的密度为p，重力加速度为g，则 AP=P+一
P =pgh；如果为敞口容器，P一为大气压力，AP=
应用差压变送器测量液位时，如果差压变送
一
器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面 P+=pgh，由此可见，如果差压变送器正压室和取
上，就不需要迁移。也就是当H=O时，作用在正、 压点相连，负压室通大气，通过测 B点的表压力就
负压室的压力是相等的。但在实际应用中，往往 可知液面的高度。当液面由h=0变化为h=hmax
H与AP之间的对应关系不那么简单。出于对设 时，差压变送器所测得的差压由AP=0变为 AP=
备安装位置和便于维护等方面的考虑，测量仪表 pghmax，输出由4mA变为20mA。
不一定都能与取压点在同一水平面上；又如被测 2．2 负迁移
变送器的迁移指将变送器的测量点人为地由2015年第2期 新疆化工 29
零点移至某个定值上，测量起始值大于零，称为变 为使变送器的输出信号不受固定压差的B的
送器正迁移；起始值小于零，称为变送器负迁移。 影响，并能正确反映出设备中液位当H=0时，差
现就举例来介绍负迁移。 压变送器的输出为4mA(0．02MPa)，当液位最高，
H=h2一hl时，差压变送器的输出为 20mA(0．
1MPa)．为此必须同时改变变送器的上、下限，而又
要保持变送器原来的量程大小不变，故需进行负
迁移，其迁移量为B=(h2一h1)P：
2．3 正迁移
在实际测量中，变送器的安装位置往往与最
低液位不在同一水平面上。
如图4所示。容器为敞口容器，差压变送器
1一差压变送器 2一隔离罐
图2 差压变送器液位示意 的位置比最低液位低 h距离，AP=pgH+pgh。当
如图2所示，为了防止密闭容器内的液体或 H=0时，AP=pgh，在差压变送器正压室存在一静
气体进入差压变送器的取压室，造成引压管线的 压力，使其输出大于4mA。当 H=Hmax时，△P：
堵塞或腐蚀，以保持差压变送器的负压室的液位 pgH+pgh，变送器输出也远大于20mA，因此，也必
恒定。在差压变送器的正、负压室与取压点之间 须把 pgh这段静压力消除掉，这就是正迁移。
分别装有隔离液罐，并充以隔离液，其密度为 P：
(P2>p1)。
如图2所示正、负压室的压力分别为：
P1=hlp2+Hp1+P气
P2=h2p2+P气
图4 正迁移原理图
正、负压室间的压差为：
2．4 测量范围、量程范围和迁移量的关系
AP=P1一P2= Hp1+ hlp2一 h2p2
差压变送器的测量范围等于量程和迁移量之
AP= Hp1一B
和，即测量范围 =量程范围 +迁移量。如图5所
式中P1——正压室的压力，Pa；
示，a量程为30kPa，无迁移量，测量范围等于量程
P2——负压室的压力，Pa；
为30kPa；b量程为 30kPa，迁移量为 一30kPa，测量
P气——容器中的气相压力，Pa；
范围为 一30—0kPa；c量程为 30kPa，迁移量为
H——被测液位的高度，m；
30kPa，测量范围为30～60kPa。
hl——最低液位到变送器的高度，m；
h2——最高液位到变送器的高度，m；
p ——被测液体的密度，kg／m ；
p ——隔离液的密度，k m’；
’ 一2U。lu u 1U u u 4u bu△PO ^)
B——固定压差，B=(h2一h1)p2，Pa；
图5 测量范围、量程范围和迁移量的关系
自△P=Hp 一B可以得出，由于固定压差的
由此可见，正、负迁移的输入、输出特性曲线
存在，使H—AP曲线向AP方向移动了B的位置，
为不带迁移量的特性曲线沿表示输人量的横坐标
如图3所示：
平移。正迁移向正方向移动，负迁移向负方向移
r … 1 动，而且移动的距离即为迁移量。
综上所述，正、负迁移的实质是通过调校差压
／ ’ o I
变送器，改变量程的上、下限值，而量程的大小不
变。此结论很重要，特别在开表或调试中均用到
．
一 ¨p I 一 此结论。如果从负压室来看，也可以简单理解为
