双法兰液位变送器受环境温度变化波动原因分析及处理

刘双龙

摘 要：深入剖析了我公司生产装置所用毛细管双法兰液位变送器大量波动的原因，并找出可行性解决方案，实施后效果显著。

关键词：双法兰液位变送器;环境温度;波动

1 概述

在中海油宁波大榭石化DCC联合装置，由于部分被测介质易结晶、易固化堵塞等原因，加上双法兰液位变送器故障率低（相对浮筒液位计），维护量小，精度高等特点，在我司选型阶段广泛采用带毛细管法兰膜片式变送器来测量液位、压力和差压。

我司在2016年6月份首次开工，开工以来早晚存在部分小量程的双法兰液位变送器波动，特别是小量程的界位变送器，而且有一定的规律，基本上都是在气温变化明显的早晚，特别是进入秋季10月份早晚温差大的时候，波动特别明显，尤其是太阳出来的时候，波动更大。

2 工作原理

双法兰液位变送器由密封膜片法兰、毛细管和差压变送器组成，密封膜片的作用是防止管道中的介质直接进入差压变送器，它与变送器之间是靠注满液体（一般采用硅油）抽真空的毛细管连接起来的，当膜片受压后产生微小变形，变形位移或频率通过毛细管的液体传递给变送器，由变送器处理后转换成输出信号。双法兰液位变送器其实也是一种差压式液位变送器，由于无导压管（容易堵塞、积液或集气）及变送器不直接与介质接触的结构，减少维护量、提高了变送器的稳定性。

3 原因分析

3.1 问题出现后我们组织了人员进行大量分析

首先，对工艺工况进行充分了解，工艺严格按设计条件进行操作，压力、温度控制都在指标范围内，工艺介质未见气化或结冰，并对取压短管及一次阀进行保温，未见好转，仪表重新校验，零点、量程及迁移量都没有问题。

其次我们怀疑是信号干扰，经检查波动仪表附近磁场正常，磁场强度基本上小于30微特斯拉。对接地系统进行检查，屏蔽接地只在系统侧进行良好接地，一端接地未形成环路，接地电阻正常，电缆敷设严格按型号类型严格分开。

3.2 双法兰液位变送器本身分析

①现场试验发现手捏双法兰液位变送器毛细管，液位有较小的波动。开工以来持续存在波动的现象，而且随着早晚温差越大波动越明显，通过分析应该是受环境温度的影响;

②波动明显的都是量程比较小的双法兰液位变送器，量程基本上都是在20kPa以内，小量程敏感;

③可能的原因，其一是抽真空不够，填充硅油中含有气泡，当环境温度变化时气泡热胀冷缩，出现昼夜指示偏差大或指示不准;其二是硅油不足，硅油无法准确传输膜片的感压信号造成的;其三是由于选择变送器填充液的型号不合适，受环境温度变化也会引起昼夜指示偏差大;

④填充液有高温型、普通型，选用不当会导致仪表指示不准，高温硅油在冬天使用，毛细管暴露在零下的低溫环境中，已超出了其适用的环境温度;

⑤通过查看选型说明书及与厂家沟通硅油型号是DC200的基本型硅油，不是高温型DC704，硅油充装不合理基本排除。DC200的基本型硅油的参数，接液温度-30～ 210℃，环境温度-10～60℃，我司当地气温秋天最低基本上都在0℃以上，远远高于其最低使用温度;

⑥毛细管是充满DC200硅油，热胀冷缩基本没有，原则上不受环境温度的影响。如果厂家在生产当中抽真空不够填充硅油中含有气泡，根据理想气体方程p1*v1/T1=p2*v2/T2，假定毛细管内总的体积是不变的，温度变化时，硅油的体积变化忽略不计，毛细管内气泡体积也就没有变化。根据上面的公式，压力与温度成正比。温度变高，压力也就越大，压力就传递给了传感器膜片，从而产生误差。环境温度变化时气泡热胀冷缩，引起压力波动，出现昼夜指示偏差大或指示不准。

经过综合分析应该是抽真空不够填充硅油中含有气泡造成。

4 处理措施

针对以上情况主要消除毛细管随环境温度变化而变化，最好办法是在毛细管增加保温隔热，我司采取以下措施：

①对存在问题的双法兰液位变送器的毛细管进行重新固定，防止摆动影响测量;

②组织维保单位对双法兰液位变送器的正负压室的毛细管加上保温措施，里面缠上2cm的硅酸铝保温棉（不能使用硅酸铝绳，太重），外面使用自粘铝箔布，进行完好的保温，毛细管保温后正负压侧的毛细管昼夜温度变化不大，消除了环境温度变化的影响。

通过以上措施波动明显消除，毛细管保温前后液位测量趋势如图：

LT-10001

5 结束语

以上对双法兰液位变送器进行了大量观察及认真仔细的分析，诊断准确，制定处理措施得当，使问题及时解决，提高了数据的准确性，给安全生产提供了强有力的保障。