工作原理:基于帕斯卡定律,在静态液体中,压力在各个方向相等。当液位变化时,容器底部液体压力随之改变,形成液位差。差压式液位计一般有两个传感器,一个位于容器底部,另一个在液体表面上方,通过测量两者间压力差并转换为电信号来确定液位高度 。公式△P=ρg△h 中,△P 是压力差,ρ 是液体密度,g 是重力加速度,△h 是液位高度差,在液体密度和重力加速度稳定时,压力差与液位高度成正比。比如在一个开口的储水罐中,随着水位上升,底部压力增大,差压式液位计检测到的压力差也会增大,进而得出水位变化情况。
分类及特点
按结构分类:单法兰式可对敞口容器进行液位、密度测量,有平法兰和插入式法兰两种,能测量高温、高粘度、易结晶、易沉淀和强腐蚀等介质,其低压侧通大气;双法兰式适用于密闭设备釜罐液位测量,高低压侧分别通过充油毛细管和两个法兰膜盒相连,可消除粘稠、腐蚀或存在严重相变介质对测量的影响 。
按测量范围和精度分类:测量范围上,变送器有一般压力变送器(0.001MPa - 35MPa)和微差压变送器(0 - 1.5kPa)、负压变送器;精度方面,有高精度压力变送器(0.1% 或 0.2% 或 0.075%)和一般压力变送器(0.5%) 。
应用场景:在化工工业的储罐、反应釜液位监测,确保工艺安全可控;石油炼制中测量原油、汽油等产品液位,保障生产稳定;食品加工行业监测食品原料、液体添加剂液位,满足卫生和质量标准;在压水堆核电厂的稳压器、蒸汽发生器,以及沸水堆核电厂的压力容器水位测量中也有应用,但需考虑密度补偿等问题 。
使用注意事项:安装时,仪表安装高度通常不应高于被测容器液位取压接口标高,且应垂直安装,保持 “+”、“-” 压室标高一致,“+” 压室与容器下接口相连,“-” 压室与容器上接口相连 。对于双法兰式差压液位计,毛细管弯曲半径应大于 50mm,并采取保护和绝热措施。测量时,若容器内蒸汽密度不可忽略、液体温度较高与测量管道内液体存在密度差,或液体被加热、冷却导致密度变化时,需进行密度补偿,考虑参考液柱内流体温度、容器内流体温度、容器内蒸汽压力等因素 。当容器内气体是水蒸气这种可凝结气体时,需改进测量方式,向参考液柱注满液体,将差压变送器高压端接在参考液柱一侧 。