靜壓液位測量過程中所遇見的各種問題及解決方案

1.為什么通過靜水壓力進(jìn)行液位測量？
靜壓液位測量是一種非常簡單可靠的測量水平的方法。甲潛水壓力變送器或標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器降低到或安裝在特定深度（零水平）。然后，變送器直接在其頂部測量由液體重量引起的壓力。由于靜水悖論，壓力傳感器不測量其上方的罐中的完整體積，而僅測量其上方垂直的液柱。因此，流體靜力水平測量完全不受儲存器或容器的形狀的影響，僅通過其上方的液柱的重量來測量水平。如果液體及其比重是已知的，則壓力測量值可以計(jì)算為從發(fā)射器所在的零水平到液體表面的距離。
與大多數(shù)非接觸式液位測量技術(shù)相反，靜液壓液位變送器不僅允許測量表面高度的當(dāng)前高度。它允許監(jiān)視介質(zhì)內(nèi)任何選定參考點(diǎn)的水平變化，資源底部與其表面之間的任何位置，因?yàn)殪o壓液位計(jì)變送器始終安裝在表面水平之下。因此，靜液壓液位變送器不受液體表面任何干擾，如溢流，溢流或溢出的影響。由于它們的安裝點(diǎn)成為零米或零英尺水平的參考，因此它們可以分析和監(jiān)控未知深度的資源水平。這些資源的例子是地下水庫，含水層，河流和湖泊，因?yàn)樵谒�有這些資源中，地表水平可能變化很大，

2.潛水式壓力變送器與標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器？
首先，您必須決定要使用哪種類型的產(chǎn)品。如果您有一個無障礙油箱，如果您不介意在油箱的底部或側(cè)壁有螺紋孔，則應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器，如S-11，S-10或IS-3。但是如果你有一個地下水庫，一個你不想用螺紋孔削弱的地下水池或水箱，你應(yīng)該使用潛水壓力變送器，如LS-10或LF-1，水平探頭，從水箱或水池的頂部向下降到介質(zhì)中。

3.如何選擇適合您的靜壓液位計(jì)測量的產(chǎn)品？
一旦確定是使用標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器還是潛水式壓力變送器，對于大多數(shù)應(yīng)用，您只需要定義三到四個簡單的東西。壓力連接（僅當(dāng)它是側(cè)面安裝的標(biāo)準(zhǔn)變送器時），測量范圍，精度和電氣連接。
壓力連接應(yīng)適合罐內(nèi)的螺紋孔，而測量范圍應(yīng)根據(jù)您在應(yīng)用中測量的水平進(jìn)行選擇。如果它是一個獨(dú)立的水箱，您將知道水箱的高度，如果它是一個地下水池或水庫，您需要決定水平探頭的深度，并選擇相應(yīng)的測量范圍。請記住，10米水柱對應(yīng)約1.000毫巴（1巴）或14.5磅/平方英寸。
應(yīng)根據(jù)您的應(yīng)用需求選擇準(zhǔn)確度，標(biāo)準(zhǔn)精度<0.5％將給您一個可能的較大誤差。每米水平5毫米，而<0.1％的較高精度變體將與較大精度一樣準(zhǔn)確。每米1毫米的水平。較后，你必須選擇電氣連接。如果您有標(biāo)準(zhǔn)的壓力變送器，您可以自由選擇連接器（例如M12或DINA）或電纜插座，而在選擇潛水式壓力變送器時無論如何都必須堅(jiān)持使用電纜。如果您的變送器具有電纜連接，則需要選擇合適的長度以允許從變送器到控制系統(tǒng)的接線，并在使用潛水式壓力變送器時允許浸入式長度。

4.如何安裝和設(shè)置靜液壓液位變送器？
定義并訂購了壓力變送器后，您就可以安裝和設(shè)置靜壓液位計(jì)測量系統(tǒng)了。
如果您選擇了潛水式壓力變送器，則必須通過電纜將設(shè)備降低到介質(zhì)中，直到您到達(dá)水箱底部，水庫或地下資源，或者直到達(dá)到所需的零水平。然后，將電纜從油箱或水槽運(yùn)行到控制系統(tǒng)，并將液位探頭相應(yīng)地連接到PLC。
如果您有湍流介質(zhì)，則應(yīng)使用額外的水槽重量來穩(wěn)定介質(zhì)中的液位探針，以獲得穩(wěn)定的壓力讀數(shù)。為防止電纜遭受任何機(jī)械損壞，您可以使用電纜夾將電纜固定在水箱頂部，或在將電纜連接到控制系統(tǒng)時沿途固定。
如果您選擇了標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器，只需將變送器擰入油箱底部或側(cè)面的螺紋孔即可。然后，將變送器與適當(dāng)?shù)碾娎|連接器連接到PLC，或者如果已選擇電纜連接，則將變送器直接連接到控制系統(tǒng)。

5.如何計(jì)算靜水壓力測量的液體水平？
如果記住一些事情，水平的計(jì)算是非常簡單的。靜水壓力僅受測量點(diǎn)距離表面的距離，比重以及罐或盆周圍的環(huán)境壓力的影響，其作為介質(zhì)頂部的附加壓力“位于”上。
如果您有開放式水池或通風(fēng)水箱，無論您使用液位探頭還是標(biāo)準(zhǔn)變送器，您的變送器都應(yīng)是表壓傳感器，以自動消除水箱周圍環(huán)境壓力的影響。然后簡單地通過以下方式計(jì)算水平：
h=p/（ρ*g）
p=靜水壓力[bar（gauge）]
ρ=液體比重[kg/m3]
g=重力或重力加速度[m/s2]
h=液柱的高度[m]=水平
經(jīng)驗(yàn)法則（密度介質(zhì)~1000kg/m3）：h=1bar（相對）/（1.000kg/m3*~10m/s2）=10m*
如果你有一個封閉的，非通風(fēng)的油箱，非常常見，例如在化學(xué)工業(yè)中，你的測量只會稍微復(fù)雜一些。在非通氣罐中，一定量的空氣被封閉在液體上方并將對液體產(chǎn)生額外的壓力。因此，您需要一臺變送器來測量實(shí)際液位測量的靜水壓力，另一臺測量封閉氣相的額外壓力，在儲罐內(nèi)的介質(zhì)表面上。兩者都可以通過標(biāo)準(zhǔn)變送器測量，既可以是傳感器，也可以是兩個絕對壓力傳感器。然后，您的計(jì)算會略微更改為以下內(nèi)容：
h=（p2-p1）/（（ρ*g）
p2=靜水壓力[bar]
p1=容器內(nèi)封閉氣體的壓力[bar]
ρ=流體比重[kg/m3]
g=重力或重力加速度[m/s2]
h=液柱的高度[m]=水平
有關(guān)如何準(zhǔn)確計(jì)算水平以及該測量程序背后的力學(xué)如何在“靜水壓力測量基礎(chǔ)”中工作的更多信息。
*h=1bar（相對）/（1.000kg/m3*~10m/s2)=1*10^5N/m2/(1.000kg/m3*10m/s2)=1*10^5kg*m/s2*m2/(1.000kg/m3*10m/s2)=10米

6.如何提高靜壓液位測量的準(zhǔn)確度？
當(dāng)您設(shè)置靜壓液位計(jì)測量系統(tǒng)時，您必須意識到液位測量受介質(zhì)的比重和介質(zhì)溫度的影響，這也會影響介質(zhì)的比重。
如果介質(zhì)的特定組成發(fā)生變化，介質(zhì)的比重可能不穩(wěn)定。如果您使用例如廢水或鹽水，較高的污染物或鹽可能會增加介質(zhì)的比重。因此，您的靜水壓力將顯示更高的讀數(shù)，因此您將計(jì)算水平的增加，而實(shí)際水平實(shí)際上可能低于您的計(jì)算。如果您沒有看到介質(zhì)成分的變化，例如您總是在測量相同的特定介質(zhì)（例如柴油），則可以通過不同的介質(zhì)忽略比重變化的原因。
然而，由于介質(zhì)溫度的變化，比重也會發(fā)生變化。如果溫度升高，介質(zhì)的比重將減小并且水平將增加。但靜水壓力測量可能無法準(zhǔn)確反映這種水平變化。根據(jù)罐或盆的形狀，壓力的表現(xiàn)可能與溫度變化引起的水平增加有很大不同。它可以指示水平的降低（如果水箱向上擴(kuò)展），顯示正確的水平（偶然水箱的形狀平衡密度的減少）或甚至顯示水平的過度成比例增加（如果水箱形狀向頂部變窄）。當(dāng)密度由于環(huán)境溫度的降低而增加時，這些效果反過來。
為了提高靜水平測量的準(zhǔn)確性，您必須補(bǔ)償溫度影響和介質(zhì)比重的變化。

7.如何補(bǔ)償靜壓液位測量中的溫度影響？
我們知道比重因介質(zhì)溫度的變化而變化。然而，如果我們知道密度如何由于溫度升高或降低而變化，例如通過使用介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)表，指示每個溫度的比重，則很容易補(bǔ)償溫度對介質(zhì)的影響。
一個簡單而經(jīng)濟(jì)的附加傳感器，如Pt100溫度探頭，甚至壓力變送器內(nèi)的集成溫度傳感器，可以為您提供所需的溫度測量。如果您知道介質(zhì)的溫度特性及其如何改變其比重，您可以輕松地在控制系統(tǒng)中補(bǔ)償這些影響，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表使用適當(dāng)?shù)谋戎貋硇Ｕ�液位�?jì)算。

8.如何在流體靜力水平測量中補(bǔ)償介質(zhì)內(nèi)的比重效應(yīng)？
溫度效應(yīng)可能導(dǎo)致比重變化。但是，如果您的介質(zhì)改變其成分，溫度測量不能為您提供足夠的補(bǔ)償介質(zhì)比重的變化。
盡管如此，由于其成分的變化（例如在廢水或鹽水中），也很容易補(bǔ)償介質(zhì)的比重變化。第二液壓傳感器，即第二液位探針或第二側(cè)面安裝的壓力變送器，應(yīng)位于第一液位傳感器上方稍微位置，彼此之間的已知距離。現(xiàn)在您將獲得兩個壓力讀數(shù)，并且如您所知，兩個傳感器的位置不同，您可以先計(jì)算比重，然后根據(jù)比重校正您的水平計(jì)算。因此，您現(xiàn)在可以準(zhǔn)確地計(jì)算水平。
比重計(jì)算如下：
ρ=（p1-p2）/g*（h1-h2）
ρ=流體密度[kg/m3]
p1=下傳感器的靜水壓力[bar]
p2=上部傳感器的靜水壓力[bar]
g=重力或重力加速度[m/s2]
h1-h2=兩個傳感器之間的距離
現(xiàn)在，您已經(jīng)非常準(zhǔn)確地計(jì)算了介質(zhì)的比重。現(xiàn)在可以通過此標(biāo)準(zhǔn)公式精確計(jì)算您的當(dāng)前水平：
h=p/（ρ*g）
p=傳感器下部或上部的靜水壓力[bar（表壓）]
ρ=液體比重[kg/m3]
g=重力或重力加速度[m/s2]
h=液柱的高度[m]=水平

9.如何應(yīng)對蒸汽，泡沫，灰塵，蜘蛛網(wǎng)，積聚和其他干擾？
這個問題的答案很簡單。與許多非接觸式液位測量技術(shù)不同，靜壓液位計(jì)測量非常容忍干擾。
潛水式或標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器定位成在低于表面水平的測量點(diǎn)處與介質(zhì)直接接觸。因此，它們不會受到表面水平以上的任何干擾的影響，例如泡沫，灰塵，水濺或蜘蛛網(wǎng)等會妨礙超聲波或雷達(dá)設(shè)備的精確測量。
即使該技術(shù)與介質(zhì)直接接觸，積聚，污染，顆粒等也不會干擾傳感器。只要這些干擾不允許在傳感器上干涸，因此傳感器總是被介質(zhì)潤濕，介質(zhì)和任何積聚都會將靜水壓力傳遞給壓力傳感器。如果清空水箱或水槽并允許在壓力傳感器上堆積干燥，則可以使用布或用水沖洗，以便在計(jì)劃的維護(hù)過程中輕松清潔。
由于這些原因，靜壓液位計(jì)測量是您可以在市場上找到的較可靠的技術(shù)之一。

10.如何通過靜壓液位測量監(jiān)測體積？
通常，水位通過靜水壓力測量來測量，而真正的目標(biāo)是監(jiān)測水箱或水池內(nèi)的介質(zhì)的體積。由于靜水壓力不受容器形狀的影響，因此也不受其體積的影響，因此必須根據(jù)測量的電流水平在控制系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算容積。
為了計(jì)算容器的容積，必須通過使用所謂的罐線性化表來將其形狀編程到控制系統(tǒng)中，基本上是一個簡單的表，其包含對應(yīng)于罐的不同填充水平的相應(yīng)的一組容積�？刂葡到y(tǒng)通常使用線性函數(shù)來計(jì)算任何測量的靜水壓力的體積。