[发明专利]测量液体界位的微差压取压方法

说明书

本发明涉及一种测量容器中两种不同液体界面位置的微差压取压方法，属液体界位测量技术，尤其适用于测量容器中的油、水界位。

在工业装置的容器中，常需要观测容器中两种不同液体的界位，尤其在炼油厂，需要准确地测量容器中的油、水界位，从而控制其在一定范围内。

现有技术在测量容器中两种液体界位的微差压取压方法见附图1。它是在差压变送器8的正负压两侧分别连接正、负导压管1、7，导压管1的另一端口装到容器4的上限界位A处，导管7的另一端口装到容器4的下限界位B处。附图1中，3、5分别是正、负导压管1、7的阀门，2、6分别是正、负导压管1、7的封包；γ₁是容器中上层液体的比重，γ₂是下层液体的比重，γ′₂是导管中液体的比重。通常情况下，导管中的液体和容器中的下层液体相同；p为容器内压力。

差压变送器的正、负压室受力：

P₁＝P+γ′₂(h₁+h₀+h₂)

P₂＝P+γ′₂h₂+γ₂h₀+γ₁h₁

变送器的差压ΔP＝P₁-P₂

＝γ′₂H-γ₂h₀-γ₁h₁……(1)

假定γ′₂＝γ₂，则ΔP＝h₁(γ₂-γ₁)……(2)

上限界位时，h₁＝0，ΔP＝0

下限界位时，h₁＝H，ΔP＝H(γ₂-γ₁)

附图1所示的现有微差压取压方法就是在假定γ′₂＝γ₂下工作的。对于炼油厂里盛有汽油和水的容器来说，通常，变送器按0℃时的γ₂和40℃时的γ₁标定的。当P≤0.1MPa，T＝0℃时，γ₂＝1000公斤/米³；T＝40℃时，γ₁＝700公斤/米³，若H＝800毫米，则按(2)式得下限界位时，变送器产生240毫米水柱的差压，即从上限界位到下限界位，变送器的差压变化范围是0-240毫米水柱。

但是，在现场环境温度的变化和不同工艺操作温度下，γ′₂不等于γ₂，且变化范围很大，致使对于同一界位，变送器的差压变化很大。

同样对盛有汽油和水、上下限界位差H为800毫米的容器来说，在不同季节和日照下，导压管内水温在-35-40℃范围内变化，为防结冰，当温度≤0℃时，需加入适量的乙二醇溶液，降低冰点。欲使冰点低达-35℃，需加入50％乙二醇，此时的γ′₂达1094公斤/米³，且操作温度在60℃时，γ₂＝983公斤/米³，γ₁＝688.1公斤/米³。在此条件下，当上限界位时，按(1)式得ΔP＝88.8毫米水柱；当下限界位时，得ΔP＝327.12毫米水柱。可见，由于温度变化，同一界位时，变送器产生的差压变化幅度很大，当上限界位时，差压不是零，而是88.8毫米水柱；高出(2)式所得量程(240毫米)的35％；而下限界位时，差压327.12毫米水柱，超出了(2)式所得量程的36％。

现有技术的取压方法产生这么大的误差，使得仪表无法使用，只得根据气温变化常去调整，很是麻烦，也做不到保持在误差范围内。因此，测量容器中两种液体界位时，准确的微差压取压方法，一直是有待解决的问题。

本发明旨在克服现有技术的不足而提供的一种微差压取压方法。从(1)式可见，造成误差很大的根本原因是γ′₂不等于γ₂，因此，解决本发明目的之关键是使γ′₂真正等于γ₂，使(2)式成立。