CN101206133A - 差压液位计内置式取压方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于液位仪表，特别是差压液位计内置式取压方法，它至少包括储液罐(5)、差压式液位计(1)、正相引压管(2)、负相引压管(3)，正相引压管(2)和负相引压管(3)分别与差压式液位计(1)的正相端和负相端连接，其特征是：它的负相引压管(3)垂直段设在容器内，负相引压管(3)内预先注入容器内所装液体。它可以克服容器内有蒸汽或介质温度变化对测量的影响，同时它的结构简单，操作方便，维护费用低。

Description

差压液位计内置式取压方法

技术领域

本发明属于液位仪表，特别是差压液位计内置式取压方法。

背景技术

差压式液位计其测量原理是：用细钢管将差压计的正压端接至被测液体的底部，另一负压端接至气相中，根据流体静力学原理：

Ph＝Po+Hρ    ρ——液体密度

换算上式，得到

液位高度 $H=\frac{\mathrm{Ph}-\mathrm{Po}}{\mathrm{\ρ}}=\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\ρ}}$

差压(压力)式液位测量无可动机械部件，工作可靠，质量稳定，寿命长，结构简单，安装方便，便于操作维护，检测元件在容器中几乎不占空间，只需在容器开1或2个孔。

然而，上述的安装方式当涉及到容器内有蒸汽时，会在负相引压管内冷凝成液体，使测量结果出现严重误差。为此，需要在引压管下端装一个储液罐，由工作人员定期进行排液。而且引压管太长，天气寒冷时引压管内的液体容易凝固，还需要进行伴热保温。

当介质黏度高、易凝固、易结晶、有腐蚀性、含悬浮物时，可以采用带毛细管的法兰式差压液位计。这种液位计压力膜片直接安装在容器上，膜片与差压计之间是一段密闭的引压毛细管，毛细管内填充有物理、化学性质都比较稳定的介质如硅油，避免了引压管凝液和被冻，既不需要定期排液，也不需要伴热保温。但是法兰式差压液位计的精度较低、盲区大，难以进行精确测量和界面测量；液位计法兰膜片附近会有沉积物无法排除，影响液位计使用；而且法兰式差压液位计的价格较高，也影响了它的推广应用。

还有一种解决办法就是预先在负相引压管内注入物理、化学性质都比较稳定的缓冲液如硅油。但这种方法需要经常的补充缓冲液，很麻烦，尤其是测量压力容器内液位时很不安全。

再一种解决办法就是向引压管内吹气并严格控制气量，让引压管内的压力微微高于容器内压力，阻止容器内的介质进入引压管。这种方法使用起来更麻烦，还要求现场有仪表风，现在已经很少采用了。

上面几种方法还有一个通病，就是当容器内的介质温度变化时，造成介质密度也发生变化，由差压液位计公式可知，这将严重影响液位测量值的精度。在实际应用中，介质温度是经常会发生很大变化的，而且环境、工艺情况的变化也都会引起介质温度的改变。在石油天然气、化工、热力工程、发电、造纸等工业领域中则更是经常遇到高温或者低温的工艺条件，而现实中很难做到一有温变就对差压液位计进行重新标定。

发明内容

本发明的目的是提供一种差压液位计内置式取压方法，以便克服容器内有蒸汽或介质温度变化对测量的影响，同时它的结构简单，操作方便，维护费用低。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：设计一种差压液位计内置式取压方法，它至少包括储液罐5、差压式液位计1、正相引压管2、负相引压管3，正相引压管2和负相引压管3分别与差压式液位计1的正相端和负相端连接，其特征是：它的负相引压管3垂直段设在容器内，负相引压管3内预先注入容器内所装液体。

所述的负相引压管3上端开有小孔6。

所述的负相引压管3上端开有的小孔6可以是多个。

所述的负相引压管3可以向上延伸出容器顶部，并可在伸出容器段安装阀门4，如容器不为常压，则安装2个阀门4，作为差压液位计开工前的注液口。

所述的负相引压管3向上延伸出容器顶部后，可以作为安装压力仪表的引压管。

所述的负相引压管3在用于测量两种互不相溶液体的界面时，负相引压管3上端高度应保证处于上层液体中。

本发明的特点是：主要适用于油气田地面工程、石油化工、发电、造纸、热力工程、给排水工程等所有需要测量容器内液位的场合，尤其适合气相为易凝性介质的情况。由于负相引压管垂直段设在容器内，管内温度与容器内介质温度完全相同，不仅不需伴热(仅容器外的一小段水平引压管需要伴热)，而且由于负相引压管内的介质与容器的内介质是同一种物质且温度相同，密度也永远相同，抵消了由于温度变化引起介质密度变化进而造成液位测量误差，不受介质温变影响；负相引压管的介质会自然补充，一般不需补充缓冲液；节省了储液罐；无需经常标定。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作详细说明。

图1是实施例1结构示意图；

图2是实施例2结构示意图；

图3是实施例3结构示意图；

图中：1、差压式液位计；2、正相引压管；3、负相引压管；4、阀门；5、储液罐；6、小孔。

具体实施方式

实施例1如图1所示：它包括储液罐5(容器)、差压式液位计1、正相引压管2、负相引压管3，正相引压管2和负相引压管3分别与差压式液位计1的正相端和负相端连接，负相引压管3在储液罐5内向上伸至最高液面之上。负相引压管3预先注入储液罐5中要装的介质，然后对差压式液位计1进行负迁移(调零)。在用于测量物理性质比较稳定的介质时，负相引压管3内可以不用注入溶液。

实施例2如图2所示：是差压液位计内置式取压法的改进方式，负相引压管3向上延伸出容器顶部，并在伸出部分安装1-2个阀门4，负相引压管3上端(高于被测液体的上限部位)开有小孔6，小孔可以开多个。在液位计使用前，向负相引压管3内预先注入将来容器中要装的介质，负相引压管3内的液面升至小孔6最下端(这时如继续注液液位也不会上升了)，然后对差压式液位计1进行负迁移(调零)。

如果无法判断注液量，也可以在注液前，先对对差压式液位计1进行过量负迁移即负迁移要比小孔6高度超过一定的量，这时液位计会有液位显示(液位高度等于迁移量)。然后开始向负相引压管3注液，注液时液位计显示值会相应逐渐变小，待继续注液而液位计显示值不变时，说明液位已经注到小孔6的高度了，此时停止注液，再调小负迁移，使液位计显示值为零。

工业上很多容器正常工作时处于高温状态或容器内介质处于饱和蒸汽压下，这时，由于负相引压管3伸出了容器顶部，使得容器内的负相引压管3温度稍稍低于容器内气相温度，容器内气体会从小孔6进入负相引压管3内冷凝，自然补充负相引压管3内的液量。

如果负相引压管3无法自然补充，则可以人工补充。当容器为常压时，打开负相引压管3顶端阀门，直接从负相引压管3顶端注液即可。

当容器带压时，则应安装2个阀门4，先关闭负相引压管3顶端低位阀门4，再打开高位阀门4，从顶端注液，然后关闭高位阀门4，打开低位阀门4，使溶液流入容器内的负相引压管3。一次注液不足时，可重复上述操作，直至负相引压管3内液体达到小孔6的高度。

负相引压管3向上延伸出容器顶部后，还可以作为引压管安装压力仪表，一物多用。

实施例3如图3所示：是差压式液位计1用于测量两种液体之间的界面高度，负相引压管3上端高度应保证处于上层液体(密度较低的液体)中。可以预先向负相引压管3注入容器内的上层液体，也可以待容器进液后自己灌入负相引压管3。液位计不用进行负迁移(调零)，只需标定量程(要求不高时可以用计算值干标)。

此时，Ph＝Po+Lρ1+(h-H)ρ1+Hρ2

ρ1——上层轻质液体密度  ρ2——下层重质液体密度

换算上式，得到

Ph-(Po+Lρ1)＝hρ1-Hρ1+Hρ2

Hρ2-Hρ1＝Ph-hρ1-(Po+Lρ1)

H(ρ2-ρ1)＝Ph-hρ1-(Po+Lρ1)＝ΔP

界面高度 $H=\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\ρ}2-\mathrm{\ρ}1}.$

Claims (6)

1.差压液位计内置式取压方法，它至少包括储液罐(5)、差压式液位计(1)、正相引压管(2)、负相引压管(3)，正相引压管(2)和负相引压管(3)分别与差压式液位计(1)的正相端和负相端连接，其特征是：它的负相引压管(3)垂直段设在容器内，负相引压管(3)内预先注入容器内所装液体。

2.根据权利要求1所述的差压液位计内置式取压方法，其特征是：所述的负相引压管(3)上端开有小孔(6)。

3.根据权利要求1所述的差压液位计内置式取压方法，其特征是：所述的负相引压管(3)上端开有的小孔(6)可以是多个。

4.根据权利要求1所述的差压液位计内置式取压方法，其特征是：所述的负相引压管(3)可以向上延伸出容器顶部，并可在伸出容器段安装阀门(4)，如容器不为常压，则安装2个阀门(4)，作为差压液位计开工前的注液口。

5.根据权利要求1所述的差压液位计内置式取压方法，其特征是：所述的负相引压管(3)向上延伸出容器顶部后，可以作为安装压力仪表的引压管。

6.根据权利要求1所述的差压液位计内置式取压方法，其特征是：所述的负相引压管(3)在用于测量两种互不相溶液体的界面时，负相引压管(3)上端高度应保证处于上层液体中。

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