密度补偿式液位检测系统的调试

　　在压水堆型核电站硼回收系统、废液处理系统及核反应堆的后化工处理工厂中,工艺介质液位测量往往要用密度补偿法才能反映液位的真实状态,其原因是被测液位的介质密度由于各种因素的影响不能保持恒定,一般的液位测量方法显然不行。目前考虑到仪表间匹配、系统组态、信号转换的方便,用1151系列电容式差压变送器与KMP型复合运算器组成测量系统,可以满足要求。

　　1　仪表变送器配置情况及要求

　　液位测量原理图如图1。

　　LT:液位变送器。其取源点A、B按工艺要求的测量范围(h)来决定。

　　DT:密度变送器。其取源点C、D相距为H=500 mm,C、B两点高度相等平齐,C点应处在最低液位稍下一些。

　　差压变送器能测量介质液位与密度的基本原理是,当D恒定时则P与h间成单一的比例关系。即:

式中:P—液柱高度所产生的压力,kPa;

　　h—液柱高度,m;

　　D—容器中介质密度,g/cm³;

　　g—重力加速度,9.81m/s²。

　　由上式还可看出,若h未发生变化,但D发生了变化则P的值也会发生变化。这时若仍按照P值来单一确定液位的变化,就会形成一个虚假液位。所以应当把D变化所造成的虚假液位通过补偿法予以消除,其原理是:

　　由式(1)、(2)得:

　　式(3)说明液位h的高低不再与PLT的大小成简单的比例关系,而还与密度变送器测得的差压值有关,即与PLT/PDT的比值有关。这在检测系统中可通过一个KMP型复合运算器中的除法功能来完成。

　　2　具有密度补偿的

　　液位测量逻辑关系如图2。其中为信号转换组件4~20 mA/1~5 V,KMP为复合运算器,液位指示仪表。

　　3　逻辑图中主要仪表单元的调试整定

　　(1) LT液位变送器的调试:在核电站中有关变密度介质的液位测量范围归纳起来有三种情况,即hAB分别为0~1200 mm;-800~400 mm;-1200~0mm。为了使变送器能在投运后正常工作,应按工艺测量范围的要求对其作一般的常规校验及零位负迁移校验。届时变送器的输入与输出值应按下式进行计算。

其中:h_x—所选定的液位校验点;

　　I_x—对应于h_x时的变送器输出;

　　仪表测量范围—即仪表的测量上限值-下限值。

　　关于变送器零位负迁移的特性曲线及校验数据如图3及表1。

　　(2)密度变送的调试:值得注意的是该变送器的量程要调整为4.905~6.867 kPa,不能调整成0~5kPa或0~7kPa,否则系统调试误差太大,它的调试数据如表2。

　　(3)I/V转换单元的调试:该调试比较简单,只要在输入4~20 mA的情况下确认是否有符合精度要求的1~5 V输出即可。