差压变送器的迁移量计算与量程选择
采用液位变送器 (法兰式差压变送器 ) 或一般的差压变送器测量塔、罐、槽等容器的液位或界面在石油、化工行业甚为广泛，但其测量有一个基本要求，即液位或界面从最低(零液位或界面)到最高变化时，变送器的输出信号应从(0～l00)％变化，显示仪表则按(0～100)％线性刻度表示液面或界面的相对高度。
由于液位或界面测量对象和变送器的安装位置不同，实际运行的变送器要针对具体情况进行量程迁移和零点迁移，才能保证它的输出信号如实反映液位或界面的变化。显然，在工程设计或变送器进行迁移前，应先进行相应的计算求出它的迁移量，选择规格合适的变送器。由于差压变进器测量液位或界面的原理相同，而且界面测量是液位测量的扩展，即容器中两种被侧介质的密度相差不大，当上部介质的密度影响不能忽略时是界面测量，而上部介质的密度远小于下部介质的密度，其影响可以忽略时是液位测量．故后面只以液位测量为侧重进行讨论，只在计算公式一览表中给出界面测量的迁移量计算公式。
1 量程迁移
1.1量程迁移及其作用
量程迁移是指输入～输出曲线斜率的任意改变 (始点不动量程改变 )。变送器进行量程迁移后，压缩或扩大了它的量程，如图1压缩量程的量程迁移增大了输出～输入曲线的放大系数，从而提高了测量精度扩大量程的量程迁移能满足液位变化范围的测量要求，但降低了测量精度。
量程迁移的作用是为了满足被测液位在允许的液位变化范围变化时，保证变送器的输出信号能在100%范围内变化。量程迁移通过变送器本身的量程迁移机构实现。
1.2 量程迁移量的计算
差压式液位测量原理图列于图2。
根据图2和量程迁移的作用可得△P=（x—y)r1式中△P一量程迁移量或液位变化范围 (计算量程)
x一最高液位至仪表下接口的距离。
y一是低液位至仪表下接口的距离。
r 一下部被测介质的密度。
1.3量程迁移的限制条件 (迁移范围 )
任阿规格曲变送器其量程迁移量必须满足下列两个条件：
(1)最大量程迁移量≤该规格的最大量程。
(2)最小量程迁移量≥该规格的最小量程。
如规格为 0— 6～10kPa的变送器，最大量程迁移量应≤最大量程10kPa，最小量程赶移量应≥最小量程6 kPa。
2 零点迁移
2.1 零点迁移及其作用
零点迁移是指输入-输出曲线任意平行移动 (始点移动量程不变 )。它有正迁移和负迁移两种情况，见图3。零点迁移通过变送器本身的零点迁移机构将零点位置压低 (负迁移 )或提高 (正迁移 )，使变送器的测量范围不是从零开始，面是从某一数值开始。例如t一台量程为 16kPa的变送器，作10kPa的正
迁移后，则零点从10kPa开始，测量范围变为10～26 kPa，同样量程的变送器，作 -10kPa的负迁移后，则零点从 -l0kPa开始测量范围变为-l0～6 kPa。正迁移输入~输出曲线沿输入座标正方向平行移动一段距离，其距离大小即为正迁移量，见图3a。
负迁移输入～输出曲线沿输入座标负方向平行移动一段距离其距离大小即为负迁移量，图3b明显看出，变送器作零点迁移后，只改变零点位置，不改变它原有的量程。如前面的例子，正迁移后，测量范围为l0~26kPa，量程仍为26 - 10 = 1 6kPa。负迁移后，测量范围为-10～6kPa，量程也为6-(-10)=16kPa。量程并未改变，测量精度当然也不会改变，所以变送器只作零点迁移时，测量精度不会改变只有在压缩量程的量程迁移时，测量精度才会提高。有了变送器零点迁移，才能保证变送器在液位测量的最低液位输出信号为0％，而量程迁移和零点迁移相结和，保证了最低液位向最高液位变化时，变送器的输出信号从 (0～100%)变化。
2.2 正负迁移量的汁算
从力的作用角度看，正迁移的作用用于抵消变送器正压室产生的力。因此，实际运行的变送器在零位时，如果正压室产生的力大于负压室产生的力，改变了变送器的零点，应作正迁移消除这个力的影响，负迁移的作用恰好相反，用于抵消变送器负压室产生的力。因此，实际运行的变进器在零液位时，如果负压室产
生的力大于正压室产生的力，改变了变送器的零点，应作负迁移消除这个力的影响。图2a中，在零液位时，差压式液位变送器d／9的正压室有一段yr2的液柱存在，产生了压力，变进器负压室没有液体存在．只有大气压力。结果变送器有yrl差压信号输入，其输出信号不是0，表示变送器零点改变了。为了保证零液位时变送器的输出信号为零，人为的把变送器的零点压低，即作正迁移把yr2液柱产生的压力抵消，其正迁移量 A=Yr1。图2b中，在零液位时，液位变送器d／p 的正压室有一段yr1 一D1r3的液柱存在，负压室有一段D2r3的液柱存在，它们分别对正压室和负压室产生压力，其压力差为B=yr1-Dlr3一D2r3 =Yrl—Dr3，一般情况下B< 0，应将变进器的零点提高，即作正迁移，其正迁移量B=Yrl—Dr3。
在某些情况下，如y、r1较大时， B有可能大于零，即yrl—Dr3> 0，这时，不但不作负迁移，而应作正迁移，正迁移量A=yrl—Dr3 当yrl—Dr2,= 0时，变送器不作零点迁移。
2.3 正负迁移量限制条件
变送器的正、负迁移量允许多大，这由变送器的结构决定。不同生产厂家，不同类型、型号规格的变进器，其允许的正、负迁移量不同，工程设计时应详细查阅变送器产品说明书或选型规格书。
例1上海光华仪表厂的CECU差压式液位变送器，其迁移量的限制条件为e 正迁移最小于或等于最大量程减去最小量程，负迁移量的绝对值小于或等于最大量程。如规格为0— 6~40kPa的变送器，其最大量程是40kPa，最小量程是6kPa，按它的迁移量限制条件:正迁移量 A≤40—6=34kPa,负迁移量 l Bl<40kPa。
例2 美国罗斯蒙特公司的1151LT差压式液位变送器，其迁移量限制条件为，正迁移量小于或等于最小量程的500％，负迁移量的绝对值小于或等于最小量程的600%。如规格为 0一6．2～37．5kPa的变送器，其最大量程是37．5kPa，最小量程是6．2kPa，按它的迁移量限制条件；正迁移量A≤6．2 x 500％=31kPa;负迁移量JBJ≤6．2x 600％ =37．2 kPa。因此，工程设计时，液位测量要求的正或负迁移量一定要小于或等于变送器说明书中规定的正或负迁移量。
3 变送器测量范围的选择
3.1 变进器的测量范围
变进器按其测量元件的性能，一般都分为几种规格，每种规格都有一个最小量程和最大量程，在产品说明书或选型规格书中都有明确的规定。设计者的责任是根据液面测量要求迁移量计算结果，从中选择一种合适的规格并给出实际运行的变送器的测量范围。CECU和ll5ILT分别有下列三种规格i CECU
(1) 0— 6～40kPa
(2) 0--40~250kPa
(3) 0—60~1000kPa
l151LT
(1) 0--6．2～37．5kPa
(2) 0--31．1～186．8kPa
(3) 0--117．7～686．5kPa
上述的规格数据，中间的数值为此规格的最小量程，最后的数据为最大量程。在最小量程与最大量程之间，量程可根据液位测量的要求连续可调，如规格为6～ 40kPa的变送器，量程可在6~40kPa范围内连续可调，但最小不能小于6 kPa，最大不能大于40kPa。
3.2 液位测量需要的最大测量范围的确定。正迁移时，需要的最大测量范围等于量程迁移量加上正迁移量；负迁移时，需要的最大测量范围等于量程迁移量加上负迁移量的绝对值。
3.3 变送器规格选择的限制条件
(1)变送器的最大量程大于或等于三、2节确定的最大测量范围
(2)交送器的最小量程小于或等于一、2节计算的量程迁移量。
例l液位测量要求量程迁移量45kPa，正迁移量l 5kPa，则变送器最大量程应≥45+15=60kPa，采用CECU差压变送器时应选择0一 10～25OkPa规格的交送器作45kPa的量程迁移和15kPa的正迁移，将其测量范围调整为15~60kPa 。
例2 液位测量要求量程迁移量45kPa，负迁移量一l5kPa，则变送器的最大量程应≥45+I—15 I=60kPa，采用cEcu差压变送器时，应选择0--40~250kPa 规格的变送器作15kPa的量程迁移和一15kPa的负迁移，将其滑量范围调整为一15~30kPa。
例3液位测量要求量程迁移量35kPa正迁移量15kPa，则变送器的最大量
程应≥35+15=50kPa 由于最大量程要≥50kPa，采用CECU差压变送器时不能选择0--6 ~ 10kPa规格的变送器，由于量程迁移量为35kPa小于最小量程40kPa，因此也不能选择0一 10 ~250kPa规格的变送器。出现这种情况，则无法选择CECU 差压液位变送器，只有选择1I51LT0一31．1～ 186．8kPa规格的变送器。当然，也可以不管量程迁移要求而选择 CBCU0-- 10～250kPa规格的变送器，将其测量范围调整为15~55kPa，但此时，液位从最低到最高变化35kPa时，变送器的输出信号只能在 (0～87．5)%范围内变化，不能在 (0～100)%范围内变化，当显示仪表按液位变化范围35kPa进行 (0~100)% 刻度时，读数将是错误的，而按40kPa进行(0～100)%刻度，当读数为87．5％时，又将给操作人员造成还未到最高液位的错觉。
3.4 差压式液位变送器测量范围确定步骤
(1)确定测量方法及各种数据
(2)量程迁移量计算，△P
(3)零点l迁移量计算 A，B
(4)确定需要的最大测量量程
当正迁移时△P+ A
当负迁移时△P + IBI
(5)选择合适规格的变送器，它应满足下列二个条件，变送器的最大测量量程≥需要的最大测量程，变送器的最小量程≤量程迁移量△P
(6)给出实踞运行变送器的测量范围
当正迁移时A～△P+ A
当负迁移时B~△P +B(B为负数)
4 液位，界面测量类型的迁移量计算公式
(一)液位，界面测量类型
1 常压容器
(1)单法兰液位变送器 (见图 4)
(2)一般差压变进器低予仪表下接口
(3)一般差压变送器高于仪表下接口
(4)一般差压变送器低于仪表下接口(带p)
(5)一般差压变送器高于仪表下接口(带P)
2 有压容器
(1)单法兰液位变送器
(2)单法兰液位变送器 (负压室带p)
(3)一般差压变送器低于仪表下接口
(4)一般差压变送器高于仪表下接口
(5)一般差压变送器低于仪表下接口(负压室带p)
(6)一般垫压变送器低于仪表下接口(正压室带P)
(7)一般差压变送器低于仪表下接口(正、负压室带P)
(8)一般差压变送器高于仪表下接口 (负压室带p)
(9)一般差压变送器高于仪表下接口(正压室带p) （10）一般差压变送器高于仪表下接口(正、负压室带P)
(11) 双法兰液位变送器 (见图5)
(12) 锅炉汽包液位测量 (见图 6)
参考文献
[1]杨±华。锅炉液位计平衡容器的选择与设计．《练油化工自动化》1981．4
[2]吴永生，方可人主编《热工测量及仪表》北京：水利电力出版社，1995
[3]王绍群主编《自动检测技术》（第二版）[M] 北京：冶金工业出版社，1995