אפס תזוזה של משדר לחץ דיפרנציאלי

העברת נקודת-אפס, הידועה גם בשם הזזת נקודות-אפס, היא אמצעי טכני שנלקח כדי להתגבר על היסט נקודת אפס- הנגרם במהלך התקנת מדי רמת לחץ דיפרנציאליים עקב חוסר יישור בין ברז הלחץ של המשדר לברז הלחץ של המכולה, או יישום אמצעי בידוד.

במהלך התקנת המכשיר, מסיבות כמו מיקום התקנת הציוד וקלות התחזוקה והתפעול על ידי צוות התהליך, ייתכן שהמשדר לא תמיד נמצא באותו מישור אופקי כמו ברז הלחץ. יתר על כן, אם המדיום הנמדד הוא נוזל מאכל או צמיג מאוד, לא ניתן להחדיר אותו ישירות למשדר; יש להתקין מיכל נוזל בידוד כדי להעביר את אות הלחץ ולמנוע קורוזיה של המכשיר הנמדד. במקרים כאלה, יש לקחת בחשבון את השפעת המדיום הנמדד ועמודת נוזל הבידוד על קריאת מד הלחץ. כדי למנוע את ההשפעה של מיקום ההתקנה או נוזל הבידוד על קריאת מד הלחץ, יש צורך במעבר נקודת אפס-. בעת שימוש במשדרי לחץ דיפרנציאלי, יש לשים לב לטווח הזמין, כולל נדידת שמן סיליקון, במיוחד עבור משדרי לחץ דיפרנציאליים בטווחים קטנים. ניתן לחלק העברת נקודת-אפס לשלוש קטגוריות עיקריות: ללא העברה, העברה שלילית והגירה חיובית.

עקרון עבודה

כאשר משתמשים במד רמת לחץ דיפרנציאלי למדידת מפלס נוזל, תזוזת-נקודת אפס היא בדרך כלל בעיה עקב מיקומי התקנה שונים. ישנם שלושה תרחישים: ללא תזוזה, שינוי חיובי ושינוי שלילי.

אין משמרת (קו הקשה בלחץ נמוך- ריק)

עבור מיכל אגירה סגור או כלי תגובה, תנו ללחץ התחתון להיות P, הלחץ מעל פני הנוזל יהיה P³, וגובה מפלס הנוזל יהיה H, אז יש לנו: P=P³ + Hpg

איפה: p היא הצפיפות של המדיום, ו-g היא התאוצה עקב כוח הכבידה.

ΔP=P - P³=Hpg

בדרך כלל, צפיפות המדיום הנמדד ידועה. הפרש הלחץ ΔP עומד ביחס ישר לגובה מפלס הנוזל H; על ידי מדידת הפרש הלחץ, ניתן לקבוע את גובה מפלס הנוזל.

העברה חיובית (קו הקשה-בלחץ נמוך ריק)

הגירה שלילית

כאשר המיכל הנמדד פתוח, לחץ פאזת הגז הוא לחץ אטמוספרי. ניתן לאוורר את תא הלחץ השלילי של מד הלחץ ההפרש לאטמוספירה, ומד הלחץ יכול לשמש גם למדידת מפלס הנוזל. אם המיכל סגור, יש לחבר את תא הלחץ השלילי של מד לחץ ההפרש לשלב הגז של המיכל.

דוגמה ללא הגירה:

מדי רמת לחץ דיפרנציאלי מודדים לחץ לפי הלחץ ההפרש שנוצר בין הנוזל לתאי הלחץ החיובי והשלילי של המשדר. אם תאי הלחץ החיובי והשלילי של המשדר ונקודת הקשה בלחץ של המיכל נמצאים על אותו מישור אופקי, כאשר H=0, ΔP=0; כלומר, ΔP=Ppositive-Pnegative=ρgH, והלחץ ישתנה באופן ליניארי עם עליית רמת הנוזל.

אם צפיפות הנוזל במיכל האגירה היא 1.2, ומפלס הנוזל משתנה בטווח של 0-4 מ', חשב את טווח המשדר.

פתרון: לפי הנוסחה: ΔP=Ppositive - דלקת ריאות=ρgH

ברמה מלאה: P1=1.2 × 9.8 × 4=47.06 kPa

ברמה ריקה: P1=1.2 × 9.8 × 0=0 kPa

הן ברמה מלאה והן ברמה ריקה: P2=0 kPa

טווח המשדר הוא: 0-47.06 kPa

דוגמה להגירה חיובית:

כאשר משדר הלחץ ההפרש נמצא במיקום h מתחת למישור הייחוס של רמת הנוזל, נדרשת הגירה חיובית.

אם צפיפות הנוזל במיכל האגירה היא 1.2, ורמת הנוזל H נעה בטווח של 0-4m, כאשר h הוא 1m, חשב את טווח המשדר.

פתרון: לפי הנוסחה: ΔP=Ppositive - דלקת ריאות=ρgH

צד- בלחץ נמוך P2: מכיוון שהוא פתוח לאטמוספירה, ההנחה היא 0.

צד-לחץ גבוה P1: P1=ρg(H + h)

ברמת נוזל מלאה: P1=1.2 × 9.8 × (4 + 1)=58.8 kPa

במפלס נוזל ריק: P1=1.2 × 9.8 × (0 + 1)=11.76 kPa

טווח המשדר הוא: 11.76 - 58.8 kPa

מסקנה: הסיבה לנדידת נקודת האפס החיובית של-משדר זה היא שגם כאשר מפלס הנוזל הוא 0, עדיין יש לחץ מפלס נוזל של 11.76 kPa המופעל בצד הלחץ החיובי של המשדר.

דוגמה להגירה שלילית:

במערכת מדידת מפלס הנוזל המוצגת באיור, צינור מנחה הלחץ של שלב הגז מלא לא בגז אלא בקונדנסט (שצפיפותו שווה בערך לזו של המים במיכל).

אם צפיפות המים במיכל האגירה היא 1.0, מפלס הנוזל H משתנה בטווח של 0-2 מ', ו-H0 הוא 2.5 מ', חשב את טווח המשדר.

פתרון: לפי הנוסחה: ΔP=Ppositive - דלקת ריאות=ρgH

צד -לחץ נמוך P2: P2=ρgH0

צד-לחץ גבוה P1: P1=ρgH

צד בלחץ נמוך- ברמה מלאה: P2=1.0 × 9.8 × 2.5=24.5 kPa

צד-לחץ נמוך ברמה ריקה: P2=1.0 × 9.8 × 2.5=24.5 kPa

צד בלחץ גבוה- ברמה מלאה: P1=1.0 × 9.8 × 2=19.6 kPa

צד בלחץ גבוה- ברמה ריקה: P1=1.0 × 9.8 × 2=19.6 kPa =1.0 × 9.8 × 0=0 kPa

לפי הנוסחה: ΔP=P_{חִיוּבִי} - P_{שְׁלִילִי}

ברמה מלאה: ΔP=19.6 - 24.5=-4.9 kPa

ברמה ריקה: ΔP=0 - 24.5=-24.5 kPa

טווח המשדר הוא: -24.5 עד -4.9 kPa

מסקנה: הסיבה להגירה השלילית של -נקודת האפס של משדר זה היא שכאשר רמת הנוזל היא 0, עדיין יש לחץ מפלס נוזל של -24.5 kPa המופעל על צד הלחץ השלילי של המשדר.

לסיכום: כאשר רמת הנוזל היא 0, אם ΔP > 0, המשדר זקוק להגירה חיובית; אם ΔP < 0, המשדר זקוק להגירה שלילית; אם ΔP=0, אין צורך בהעברה.

השפעת מיקום התקנת המשדר על מפלס הנוזל

ת: מד מפלס האוגן הכפול- מותקן מתחת לקו האופקי של האוגן התחתון של המיכל האטום, והמשדר מותקן מתחת לקו האופקי של האוגן התחתון של המיכל האטום, כפי שמוצג באיור למטה.

בהנחה ש- ρ_{בֵּינוֹנִי}היא הצפיפות של המדיום=1.5, ρ₀היא הצפיפות של שמן סיליקון=0.93, H₀הוא הטווח הבינוני (0-5 מ'), H₁ = 1m, H₂= 6מ, מצא את הטווח של המשדר.

פִּתָרוֹן:

טווח: ΔP=ρ_{בֵּינוֹנִי} × g × H₀= 1.5 × 9.8 × 5=73.5 kPa

לחץ גבוה-בלחץ מפלס נוזל ריק בצד: P(+)=ρ₀ × g × H₁= 0.93 × 9.8 × 1=9.114 kPa

לחץ נמוך-בלחץ מפלס נוזל ריק בצד: P(-)=ρ₀ × g × H₂= 0.93 × 9.8 × 6=54.684 kPa

הפרש לחץ ברמת נוזל ריק: ΔP=P(+) - P(-)=9. 114 - 54.684=-45.57 kPa הפרש לחץ ברמה מלאה: ΔP=הפרש לחץ ברמת ריק ΔP + ערך טווח ΔP=-45.57 + 73.5=27.93 kPa טווח משדר: -45.53 kPa

ב: מד מפלס האוגן הכפול- מותקן באמצע הקו האופקי של האוגן של המיכל האטום, והמשדר מותקן באמצע הקו האופקי של האוגנים הגבוהים והנמוכים של המיכל האטום, כפי שמוצג באיור למטה.

בהנחה ש- ρ_{בֵּינוֹנִי}היא הצפיפות של המדיום=1.5, ρ₀היא הצפיפות של שמן סיליקון=0.93, H₀הוא הטווח הבינוני (0-5 מ'), H₁ = 2m, H₂= 3מ, מצא את הטווח של המשדר.

פתרון: טווח: ΔP=ρ_{בֵּינוֹנִי} × g × H₀= 1.5 × 9.8 × 5=73.5 kPa גבוה-לחץ מפלס אוויר בצד: P(+)=ρ0×g×-H1=0.93×9.8×-2=-18.228Kpa נמוך-לחץ מפלס נוזל ריק בצד: P(-)=ρ0×g×H2=0.93×9.8×3=27.342Kpa הפרש לחץ במפלס נוזל ריק: ΔP=P(+)-P(-)=-18.228-27.342=-45.57Kpa הפרש לחץ ברמת נוזל ריקה=P(+)-P(-)=-18.228-27.342=-45.57Kpa הפרש לחץ ברמת נוזל ריק{23Δ}P רמת לחץ מלאה ΔP=-45.57+73.5=27.93טווח משדר Kpa: -45.57 עד 27.93Kpa

ג: משדר הלחץ ההפרש הכפול -מותקן מעל הקו האופקי של האוגן הגבוה- של המיכל האטום, כפי שמוצג באיור למטה.

בהנחה ש- ρ_{בֵּינוֹנִי}היא הצפיפות של המדיום=1.5, ρ₀היא הצפיפות של שמן סיליקון=0.93, H₀הוא הטווח הבינוני (0-5 מ'), H₁ = 6m, H₂= 1מ, מצא את הטווח של המשדר.

פתרון: טווח

ΔP = ρ_{בֵּינוֹנִי} × g × H₀= 1.5 × 9.8 × 5=73.5 kPa גבוה-לחץ מפלס אוויר בצד לחץ: P(+)=ρ0×g×(-H1)=0.93×9.8×-6=-54.684Kpa נמוך-לחץ מפלס נוזל ריק בצד: P(-)=ρ0×g×(-H2)=0.93×9.8×-1=-9.114Kpa הפרש לחץ ברמת נוזל ריק: ΔP=P(+)-P(-)=-54.684-(-{24}})=-54.684-(-{24}}) הפרש לחץ מלא ברמת נוזל ריק:(-9. ΔP=הפרש לחץ ברמת נוזל ריק ΔP+ערך טווח ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa טווח משדר: -45.57 עד 27.93Kpa

מסקנה: מהחישובים שלעיל, ניתן להסיק שהטווח והסטת -נקודת האפס של המשדר כפול- רמת האוגן זהים ללא קשר למיקום ההתקנה שלו. בהתקנה בפועל, מומלצת שיטת ההתקנה הראשונה. שתי השיטות האחרות מועדות לזרימה חוזרת של שמן סיליקון, מה שגורם לבליטות של הסרעפת ולפגיעה במשדר.

אמצעי זהירות בהתקנה

מדי רמת לחץ דיפרנציאלי הם כיום הסוג הנפוץ ביותר של מכשיר למדידת רמות. עקב דרישות תהליך ולעיתים מסיבות כלכליות כגון חיסכון בלחץ-הובלת חומר צינור, מדי רמת לחץ דיפרנציאלי מותקנים לעתים קרובות בתנאי עבודה קשים. ההתקנה הנכונה של מד המפלס והצינור המוליך-לחץ משפיעה ישירות על דיוק המדידה שלו.

כדי להשיג התקנה מיטבית, יש לנקוט באמצעי הזהירות הבאים:

1. מנע מהמשדר מגע ישיר עם חומר מאכל או מחומם יתר על המידה;

2. מניעת הצטברות שאריות בצינור -מוליך הלחץ;

3. צינור מוליך הלחץ- צריך להיות קצר ככל האפשר;

4. יש לאזן את ראש עמודת הנוזל בשני הצינורות המוליכים-;

5. יש להתקין את צינור מוליך הלחץ- במיקום עם שיפועים מינימליים של טמפרטורה ותנודות לחות, ללא פגיעות ורעידות.

ניתן להשתמש בשיטות הבאות כדי לצמצם שגיאות:

1. צינור מוליך הלחץ- צריך להיות קצר ככל האפשר;

2. בעת מדידת נוזלים או קיטור, יש לחבר את הצינור המוליך-ללחץ כלפי מעלה לצנרת התהליך, בנטייה של לא פחות מ-1/12;

3. לצורך מדידות גז, יש לחבר את הצינור המוליך-ללחץ כלפי מטה לצנרת התהליך, בנטייה של לא פחות מ-1/12;

4. הפריסה של צינורות מוליכים ללחץ נוזלים{{1} צריכה להימנע מנקודות גבוהות, ופריסה של צינורות מוליכים ללחץ-ללחץ צריכה להימנע מנקודות נמוכות;

5. יש לשמור על שני הצינורות המוליכים-בלחץ באותה טמפרטורה;

6. כדי להימנע מהשפעות החיכוך, קוטר הצינור המוליך-לחץ צריך להיות גדול מספיק;

7. לא צריך להיות גז בצינור המוליך-הלחץ המלא בנוזל;

8. בעת שימוש בנוזל מבודד, רמות הנוזל בשני צינורות הלחץ- צריכות להיות זהות.

ניתוח תקלות נפוצות

1. תנודות גדולות ברמת הנוזל

* תנודות גדולות באידוי בינוני או חמור;

* חסימה בצינור המוליך-ללחץ העליון או התחתון;

* נזק לצינור הנימים הגורם לדליפה בינונית;

* פגיעה בדאפרגמה;

* טמפרטורת איתור חום מופרזת.

2. אין שינוי בתצוגה: שסתום היציאה אינו פתוח או קו הלחץ חסום; האות הכפוי אינו מתבטל; הלוח פגום או פגום; הדיאפרגמה פגומה; הנימים החיוביים והשליליים נלחצים בו זמנית, וגורמים לחסימה או נזק לצינור.

3. אינדיקציה מקסימלית (מינימום): הנוזל המבודד בצד הלחץ-הנמוך (הצד של הלחץ הגבוה-) דולף; הדיאפרגמה פגומה; הנימים פגומים; שסתום הלחץ בצד הלחץ-הנמוך (בצד הלחץ-גבוה) אינו פתוח או חסום.

4. אינדיקציה גבוהה מדי (נמוכה מדי): שסתום הלחץ בצד הלחץ -הנמוך (הצד של הלחץ הגבוה-) אינו פתוח מספיק; תקע האוורור דולף; העברת המכשיר לא מחושבת במדויק, התצורה לא מוגדרת כראוי, או שהמכשיר אינו מכויל כראוי.

5. אין אינדיקציה: קו האות רופף או שיש לו חיבור לקוי; נתיך הכוח נשבר; מחסום הבטיחות פגום; הלוח פגום.