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液位测量之差压式液位计

一、差压式液位计概述

差压式液位计是利用液柱产生的压力来测量液位高度的仪表，在液位发生变化后，高

压侧法兰处膜片所接收到的压力就会随之变化，变送器计算出的压差值也会随之发生

变化，它们之间有线性的关系。通常情况下高压侧（H侧）与低压侧（L侧）不能装

反，一般H侧装于设备低处，L侧装于设备高处。

变送器根据测量范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～35MPa）和微差压变送器

（0～1.5kPa），负压变送器三种。从精度角度讲一般压力变送器精度等级为0.5。所

以近年来又可以分为高精度压力变送器（0.1或0.2或0.075）。

如果液相密度变化较大，则不宜采用差压式液位计。

二、差压式液位计的结构及工作原理

1、双法兰差压变送器结构：主要部件为传感器模块、电子元件外壳、毛细管、高低

压侧法兰及膜片。

2、差压式液位计工作原理：将一个空间用敏感元件（多用膜盒）分割成两个腔室，

分别向两个腔室引入压力时，传感器在两方压力共同作用下产生位移，这个位移量和

两个腔室压力差（差压）成正比，将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号（4-

20mADC信号）输出，毛细管、导压管、填充液的作用是将所接收到的压力传递给变

送器内部进行运算。差压变送器所测量的结果是压强差，即△P=ρg△h。

三、差压式液位计的种类及应用

差压变送器有普通差压变送器和微差压变送器，根据外形结构可分为：单法兰式差压液位

计、双法兰式差压液位计、平衡容器式差压液位计。

1、单法兰式差压液位计：单法兰液位变送器可对各种敞口容器进行液位测量，有平法兰和

插入式法兰两种，它可以直接安装容器的法兰上。可以测量高温、高粘度、易结晶、易沉

淀和强腐蚀等介质的液位、压力和密度。

与双法兰式差压液位计的区别：从工程应用来说：都只能测固定密度液体液位，单法兰变

送器只能用于与大气想通的常压设备的液位，而双法兰变送器则可以适用密闭设备测液

位；

2、双法兰式差压液位计：双法兰式液位变送器是使用毛细管法兰变送器进行测量，它相当

于将变送器测量元件中的隔离膜片延长到设备开口处，可以有效的消除粘稠、腐蚀或存在

严重相变的介质对测量带来的影响。

3、变送器毛细管内“硅油”常识

对于操作温度超过300℃的工况，我们一般不建议使用法兰膜片测量的方式。

工艺温度超过300℃，就会引起硅油膨胀，当超过硅油的汽化点，硅油就发生蒸发。可考

虑导压管或者磁致伸缩液位计。

对于真空高温应用场合，不推荐使用毛细管远传方式。因为毛细管会随环境温度的升高，

而引起变送器的响应时间延迟。

如果是190℃以内的真空和负压的工况下，选用毛细管在安装时，必须保证变送器去最低

取压点位置在同一水平或低于最低取压点。在选型时要注意，毛细管长度要大于上下法兰

间距至少1米。

硅油密度会随着环境温度的变化而变化，热胀冷缩也会引起膜盒作用力的变化，引起双法

兰的测量误差。比如冬天中午和晚上温差很大，相对的误差就较大，艾默生由此提出不等

长毛细管补偿方案，如果采用不等长配置，必须精确计算，否则可能带来更大的误差。

4、平衡容器式差压液位计：

平衡容器式差压液位计主要是由平衡容器、导压管和差压变送器三部分组成。平衡容器是

作为测量汽水管路中的压力用的.采用平衡容器为了防止压力突变时导致引压管内的液柱随

之波动，减小其测量水位时的误差。

4.1单室：

单室平衡容器，其水面高度L是一定的，当水面要增高时，水便通过汽侧连通管溢流入密

闭容器；要降低时，由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一定时，正压管压

力为定值，负压管与密闭容器连通的，输出压力的变化反映了容器内水位的变化。

现在单室平衡容器用的比较多，它把压力与密度的关系、温度与密度的关系等计算公式写

入DCS系统，温度和压力变化后，由压力变送器、温度变送器把信号传入DCS系统，系统

会自动计算水位变化。测量前应根据所测介质的性质，把平衡容器的堵头拆开，灌入冷水

或其他液体作为隔离液。单室的平衡容器一般用来测量大型锅炉的汽包液位或者压力变化

很大的容器。

4.2双室：

双室平衡容器由内外两层容室构成，平衡器的外层容室与锅炉汽包的蒸汽相连且充满了冷

凝水；内层容室经平衡容器下侧导压管与锅炉汽包的水相连，使用的是连通器原理，所以

内层容室水位高度随汽包水位而变化。这样结构的双层容器保证了外层容室的水温基本相

等，因而可以减少由于温度不同所产生的测量误差。当水面高于