La migración de punto cero-, también conocida como desplazamiento de punto cero-, es una medida técnica que se toma para superar el desplazamiento de punto cero-causado durante la instalación de manómetros de nivel de presión diferencial debido a la desalineación entre la toma de presión del transmisor y la toma de presión del contenedor, o la implementación de medidas de aislamiento.
Durante la instalación del instrumento, por motivos tales como la ubicación de instalación del equipo y la facilidad de mantenimiento y operación por parte del personal del proceso, es posible que el transmisor no siempre esté en el mismo plano horizontal que la toma de presión. Además, si el medio medido es un líquido altamente corrosivo o viscoso, no se puede introducir directamente en el transmisor; Se debe instalar un tanque de líquido de aislamiento para transmitir la señal de presión y evitar la corrosión del instrumento medido. En tales casos, se debe considerar la influencia del medio medido y la columna de líquido de aislamiento en la lectura del manómetro. Para eliminar la influencia de la ubicación de la instalación o del líquido de aislamiento en la lectura del manómetro, es necesaria una migración del punto cero-. Cuando se utilizan transmisores de presión diferencial, se debe prestar atención al rango disponible, incluida la migración de aceite de silicona, especialmente para transmisores de presión diferencial de rango pequeño-. La migración de cero-punto se puede dividir en tres categorías principales: sin migración, migración negativa y migración positiva.
Principio de funcionamiento
Cuando se utiliza un manómetro de nivel de presión diferencial para medir el nivel de líquido, el desplazamiento del punto cero-generalmente es un problema debido a las diferentes ubicaciones de instalación. Hay tres escenarios: sin cambio, cambio positivo y cambio negativo.
Sin turno (La línea de toma de baja-presión está vacía)
Para un tanque de almacenamiento cerrado o un recipiente de reacción, sea P la presión en el fondo y P la presión sobre la superficie del líquido.3, y la altura del nivel del líquido es H, entonces tenemos: P=P³ + Hpg
Donde: p es la densidad del medio y g es la aceleración de la gravedad.
ΔP=P - P³=Hpg
Por lo general, se conoce la densidad del medio que se mide. La diferencia de presión ΔP es directamente proporcional a la altura del nivel del líquido H; midiendo la diferencia de presión, se puede determinar la altura del nivel del líquido.
Migración positiva (la línea de toma de baja-presión está vacía)
Migración negativa
Cuando el recipiente que se mide está abierto, la presión de la fase gaseosa es la presión atmosférica. La cámara de presión negativa del manómetro diferencial se puede ventilar a la atmósfera y el manómetro también se puede utilizar para medir el nivel de líquido. Si el recipiente está cerrado, la cámara de presión negativa del manómetro diferencial debe conectarse a la fase gaseosa del recipiente.
Ejemplo sin migración:
Los manómetros de nivel de presión diferencial miden la presión mediante la presión diferencial generada entre el líquido y las cámaras de presión positiva y negativa del transmisor. Si las cámaras de presión positiva y negativa del transmisor y el punto de toma de presión del contenedor están en el mismo plano horizontal, cuando H=0, ΔP=0; es decir, ΔP=Ppositivo-Pnegativo=ρgH, y la presión cambiará linealmente con el aumento del nivel del líquido.
Si la densidad del líquido en el tanque de almacenamiento es 1,2 y el nivel del líquido fluctúa dentro del rango de 0 a 4 m, calcule el alcance del transmisor.
Solución: Según la fórmula: ΔP=Ppositivo - Neumonía=ρgH
En nivel máximo: P1=1.2 × 9,8 × 4=47.06 kPa
En nivel vacío: P1=1.2 × 9,8 × 0=0 kPa
Tanto en nivel lleno como vacío: P2=0 kPa
El rango del transmisor es: 0-47,06 kPa
Ejemplo de migración positiva:
Cuando el transmisor de presión diferencial está en una posición h por debajo del plano de referencia del nivel de líquido, se requiere una migración positiva.
Si la densidad del líquido en el tanque de almacenamiento es 1,2 y el nivel del líquido H fluctúa dentro del rango de 0 a 4 m, siendo h 1 m, calcule el alcance del transmisor.
Solución: Según la fórmula: ΔP=Ppositivo - Neumonía=ρgH
Lado de baja-presión P2: dado que está abierto a la atmósfera, se supone que es 0.
Lado de alta-presión P1: P1=ρg(H + h)
Con nivel de líquido completo: P1=1.2 × 9,8 × (4 + 1)=58.8 kPa
A nivel de líquido vacío: P1=1.2 × 9,8 × (0 + 1)=11.76 kPa
El alcance del transmisor es: 11.76 - 58.8 kPa
Conclusión: El motivo de la migración positiva del punto cero-de este transmisor es que incluso cuando el nivel de líquido es 0, todavía hay una presión de nivel de líquido de 11,76 kPa aplicada al lado de presión positiva del transmisor.
Ejemplo de migración negativa:
En el sistema de medición de nivel de líquido que se muestra en la figura, el tubo guía de presión de la fase gaseosa no está lleno de gas sino de condensado (cuya densidad es aproximadamente igual a la del agua en el recipiente).
Si la densidad del agua en el tanque de almacenamiento es 1,0, el nivel del líquido H fluctúa dentro del rango de 0 a 2 m y H0 es 2,5 m, calcule el alcance del transmisor.
Solución: Según la fórmula: ΔP=Ppositivo - Neumonía=ρgH
Lado de baja-presión P2: P2=ρgH0
Lado de alta-presión P1: P1=ρgH
Lado de baja-presión a nivel máximo: P2=1.0 × 9,8 × 2.5=24.5 kPa
Lado de baja-presión en nivel vacío: P2=1.0 × 9,8 × 2.5=24.5 kPa
Lado de alta-presión a nivel máximo: P1=1.0 × 9,8 × 2=19.6 kPa
Lado de alta-presión en el nivel vacío: P1=1.0 × 9,8 × 2=19.6 kPa =1.0 × 9,8 × 0=0 kPa
Según la fórmula: ΔP=Ppositivo - Pnegativo
En nivel máximo: ΔP=19.6 - 24.5=-4.9 kPa
En vacío: ΔP=0 - 24.5=-24.5 kPa
El rango del transmisor es: -24,5 a -4,9 kPa
Conclusión: El motivo de la migración negativa del punto cero-de este transmisor es que cuando el nivel de líquido es 0, todavía hay una presión de nivel de líquido de -24,5 kPa aplicada al lado de presión negativa del transmisor.
En resumen: cuando el nivel de líquido es 0, si ΔP > 0, el transmisor necesita migración positiva; si ΔP < 0, el transmisor necesita migración negativa; si ΔP=0, no se requiere migración.
El efecto de la ubicación de instalación del transmisor sobre el nivel del líquido.
R: El medidor de nivel de doble-brida se instala debajo de la línea horizontal de la brida inferior del contenedor sellado, y el transmisor se instala debajo de la línea horizontal de la brida inferior del contenedor sellado, como se muestra en la siguiente figura.
Suponiendo ρmedioes la densidad del medio=1.5, ρ0es la densidad del aceite de silicona=0.93, H0es el rango medio (0-5 m), H1 = 1m, H2= 6m, encuentre el alcance del transmisor.
Solución:
Rango: ΔP=ρmedio × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 kPa
Presión de nivel de líquido vacío del lado de alta-presión: P(+)=ρ0 × g × H1= 0.93 × 9,8 × 1=9.114 kPa
Presión de nivel de líquido vacío del lado de baja-presión: P(-)=ρ0 × g × H2= 0.93 × 9,8 × 6=54.684 kPa
Diferencia de presión en el nivel de líquido vacío: ΔP=P(+) - P(-)=9. 114 - 54.684=-45.57 kPa Diferencia de presión en el nivel lleno: ΔP=Diferencia de presión en el nivel vacío ΔP + Valor de rango ΔP=-45.57 + 73.5=27.93 kPa Rango del transmisor: -45,57 a 27,93 kPa
B: El medidor de nivel de doble-brida se instala en el medio de la línea horizontal de la brida del contenedor sellado, y el transmisor se instala en el medio de la línea horizontal de las bridas alta y baja del contenedor sellado, como se muestra en la siguiente figura.
Suponiendo ρmedioes la densidad del medio=1.5, ρ0es la densidad del aceite de silicona=0.93, H0es el rango medio (0-5 m), H1 = 2m, H2= 3m, encuentre el alcance del transmisor.
Solución: Rango: ΔP=ρmedio × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 kPa Presión de nivel de aire del lado de alta-presión: P(+)=ρ0×g×-H1=0.93×9,8×-2=-18.228Kpa Presión de nivel de líquido vacío del lado de baja-presión: P(-)=ρ0×g×H2=0.93×9,8×3=27.342Kpa Diferencia de presión con nivel de líquido vacío: ΔP=P(+)-P(-)=-18.228-27.342=-45.57Kpa Diferencia de presión con nivel de líquido lleno: ΔP=diferencia de presión de nivel de líquido vacío ΔP+valor de rango ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa Rango del transmisor: -45,57 a 27,93 Kpa
C: El transmisor de presión diferencial de doble-brida se instala sobre la línea horizontal de la brida del extremo superior-del recipiente sellado, como se muestra en la siguiente figura.
Suponiendo ρmedioes la densidad del medio=1.5, ρ0es la densidad del aceite de silicona=0.93, H0es el rango medio (0-5 m), H1 = 6m, H2= 1m, encuentre el alcance del transmisor.
Solución: rango
ΔP = ρmedio × g × H0= 1.5 × 9,8 × 5=73.5 kPa Presión de nivel de aire del lado de alta-presión: P(+)=ρ0×g×(-H1)=0.93×9,8×-6=-54.684Kpa Presión de nivel de líquido vacío del lado de baja-presión: P(-)=ρ0×g×(-H2)=0.93×9,8×-1=-9.114Kpa Diferencia de presión con el nivel de líquido vacío: ΔP=P(+)-P(-)=-54.684-(-9,114)=-45.57Kpa Diferencia de presión con el nivel de líquido lleno: ΔP=diferencia de presión de nivel de líquido vacío ΔP+valor de rango ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa Rango del transmisor: -45,57 a 27,93 Kpa
Conclusión: A partir de los cálculos anteriores, se puede concluir que el rango y el desplazamiento del punto cero-del transmisor de nivel de doble-brida son los mismos independientemente de su ubicación de instalación. En la instalación real, se recomienda el primer método de instalación. Los otros dos métodos son propensos al reflujo de aceite de silicona, lo que provoca que el diafragma se abulte y dañe el transmisor.
Precauciones de instalación
Los manómetros de nivel de presión diferencial son actualmente el tipo de instrumento de medición de nivel más utilizado. Debido a los requisitos del proceso y, a veces, a razones económicas, como el ahorro en material de tubería conductora de presión-, los manómetros de nivel de presión diferencial a menudo se instalan en condiciones de trabajo difíciles. La correcta instalación del manómetro de nivel y del tubo conductor-de presión incide directamente en la precisión de su medición.
Para lograr una instalación óptima, se deben tomar las siguientes precauciones:
1. Evite que el transmisor entre en contacto directo con medios medidos corrosivos o sobrecalentados;
2. Evite que se acumulen residuos en la tubería-conductora de presión;
3. La tubería conductora de presión-debe ser lo más corta posible;
4. La cabeza de la columna de líquido en ambas tuberías-conductoras de presión debe estar equilibrada;
5. La tubería conductora de presión-debe instalarse en un lugar con gradientes de temperatura y fluctuaciones de humedad mínimos, libre de impactos y vibraciones.
Se pueden utilizar los siguientes métodos para reducir errores:
1. La tubería conductora de presión-debe ser lo más corta posible;
2. Al medir líquidos o vapor, la tubería-conductora de presión deberá conectarse hacia arriba a la tubería de proceso, con una inclinación no menor a 1/12;
3. Para mediciones de gas, la tubería-conductora de presión deberá conectarse hacia abajo a la tubería de proceso, con una inclinación no menor a 1/12;
4. El diseño de las tuberías conductoras de presión de líquido-debe evitar puntos altos, y el diseño de las tuberías conductoras de presión de gas-debe evitar puntos bajos;
5. Ambas tuberías-conductoras de presión deben mantenerse a la misma temperatura;
6. Para evitar los efectos de la fricción, el diámetro de la tubería -conductora de presión debe ser lo suficientemente grande;
7. No debe haber gas presente en la tubería -conductora de presión llena de líquido;
8. Cuando se utiliza un fluido aislante, los niveles de líquido en ambas tuberías -conductoras de presión deben ser los mismos.
Análisis de fallas comunes
1. Grandes fluctuaciones en el nivel de líquido
* Grandes fluctuaciones en la vaporización media o severa;
* Obstrucción en la tubería conductora-de presión superior o inferior;
* Daño al tubo capilar provocando fuga del medio;
* Daño al diafragma;
* Temperatura excesiva del calefactor.
2. No hay cambios en la pantalla: la válvula de salida no está abierta o la línea de presión está bloqueada; la señal forzada no se cancela; la placa de circuito está defectuosa o dañada; el diafragma está dañado; los capilares positivos y negativos se comprimen simultáneamente, provocando bloqueo o daño a la tubería.
3. Indicación de máximo (mínimo): El líquido aislante en el lado de baja-presión (lado de alta-presión) tiene una fuga; el diafragma está dañado; el capilar está dañado; la válvula de presión en el lado de baja-presión (lado de alta-presión) no está abierta o está bloqueada.
4. Indicación demasiado alta (demasiado baja): La válvula de presión en el lado de baja-presión (lado de alta-presión) no está lo suficientemente abierta; el tapón de ventilación tiene una fuga; la migración del instrumento no se calcula con precisión, la configuración no está configurada correctamente o el instrumento no está calibrado correctamente.
5. Sin indicación: La línea de señal está suelta o tiene una mala conexión; el fusible de alimentación está fundido; la barrera de seguridad está dañada; la placa de circuito está dañada.
