平衡型和調(diào)整型差壓隔膜密封系統(tǒng)性能比較在石油化工等工業(yè)領(lǐng)域中，液位是常用且關(guān)鍵的工藝參數(shù)。在用于測量液位的儀表類型中，差壓液位計因工作可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，在液位的遠(yuǎn)程測量和自動控制方面得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)遇到環(huán)境惡劣的場合，經(jīng)?？紤]選用帶隔膜密封的差壓液位計。隔膜密封的原理隔膜密封又稱化學(xué)密封或遠(yuǎn)傳法蘭，用于過程介質(zhì)不能直接接觸測量儀器的承壓部件時進(jìn)行壓力測量。隔膜密封具有兩個主要任務(wù)：〔0使測量儀器與過程介質(zhì)相隔離；〔②將壓力傳遞給測量儀器。隔膜密封系統(tǒng)由密封膜盒，毛細(xì)管和填充液體組成。隔膜密封系統(tǒng)對液位產(chǎn)生變化時引起的過程壓力變化，以及液體上方靜壓的變化做出響應(yīng)。通過填充液體的毛細(xì)管將這些壓力變化向差壓變送器傳送。毛細(xì)管和密封隔膜內(nèi)充滿不可壓縮的液體，填充液體根據(jù)過程介質(zhì)的溫度，壓力和成分來選擇。隔膜密封的應(yīng)用領(lǐng)域介質(zhì)具有腐蝕性，并且無法為壓力測量元件本身提供充分的防腐蝕保護(hù)；介質(zhì)具有較高的粘性和纖維性，因此會堆積在壓力測量儀器空腔中的死角和堵塞壓力進(jìn)口而導(dǎo)致測量問題；介質(zhì)具有結(jié)晶或聚合傾向；被測介質(zhì)溫度非常高，會對壓力測量儀器造成加大影響。熱影響會導(dǎo)致壓力測量值（即測量儀器上顯示的實(shí)測壓力）中出現(xiàn)偏差。它還可能導(dǎo)致超出測量儀器元件的熱負(fù)荷上限；壓力測量點(diǎn)處于不方便直接安裝測量設(shè)備的位置。由于空間的原因，壓力測量儀器無法安裝或無法清晰讀取數(shù)據(jù)。通過安裝帶有長毛細(xì)管的隔膜密封，即可將壓力測量儀器安裝在能夠輕松觀察讀數(shù)的位置；〔6）在食品和醫(yī)藥等產(chǎn)品的制造過程中及在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)，必須遵守衛(wèi)生行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于這些原因，可以通過衛(wèi)生型隔膜密封來避免測量儀器和配件中的死角；⑦:被測介質(zhì)具有毒性或?qū)Νh(huán)境有害。有毒介質(zhì)不得由于泄漏而逸入大氣或環(huán)境中。因此，為安全和環(huán)境保護(hù)的要求，特殊的隔膜密封能起到有效的防護(hù)。同時，使用隔膜密封還可提高工廠和過程效率：測量組件的使用壽命更長;安裝成本更低;無需進(jìn)行維護(hù)。差壓隔膜密封系統(tǒng)差壓隔膜密封系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)組態(tài)不同，大致可分為平衡型系統(tǒng)和調(diào)整型系統(tǒng)。平衡型系統(tǒng)是指差壓變送器的兩側(cè)采用相同的密封和毛細(xì)管長度。參考下圖隔膜密封系統(tǒng)的性能隔膜密封系統(tǒng)的性能，我們主要關(guān)注的有兩點(diǎn)，響應(yīng)時間和溫度影響。5.1響應(yīng)時間響應(yīng)時間受溫度、壓力、毛細(xì)管長度及內(nèi)徑、充油的粘度和變送器類型影響。小的毛細(xì)管內(nèi)徑會產(chǎn)生很大阻力，降低壓力傳遞的速度,大的毛細(xì)管內(nèi)徑可以提供更快的響應(yīng)速度;充油的粘度是指它的流動性，會受溫度變化影響，溫度上升可導(dǎo)致填充液體粘度下降，并加快響應(yīng)時間，但溫度下降時將放慢響應(yīng)時間。選擇一種低粘度系數(shù)的填充液可以縮短響應(yīng)時間，尤其是在低溫環(huán)境采用了長毛細(xì)管的時候,長的毛細(xì)管使壓力傳遞的路線很長，從而會增加響應(yīng)時間。對于平衡型系統(tǒng)和調(diào)整型系統(tǒng)，由于調(diào)整型系統(tǒng)大大縮短了毛細(xì)管長度，因此響應(yīng)速度相應(yīng)提高了。5.2溫度的影響溫度影響測量誤差有兩種，一種是密封膜盒溫度影響誤差，一個是壓頭溫度影響誤差。5.2.1密封膜盒溫度影響誤差密封膜盒溫度影響誤差是指填充液體隨溫度變化產(chǎn)生的收縮或膨脹引起的誤差。當(dāng)填充液收縮或膨脹時，會產(chǎn)生一個回壓作用在變送器膜片上引起測量誤差。這就是溫度變化影響差壓讀數(shù)的原因。5.2.11溫度對于平衡型系統(tǒng)的影響5.2.1.2溫度對于調(diào)整型系統(tǒng)的影響以高壓側(cè)直接安裝而低壓側(cè)毛細(xì)管安裝為例。當(dāng)填充液溫度上升時，填充液在低壓側(cè)膨脹，高壓側(cè)由于直接安裝，填充液的量非常少，高壓側(cè)的填充液膨脹可以忽略不計。低壓側(cè)填充液膨脹引起低壓側(cè)產(chǎn)生一個正向的回壓，因此差壓值讀數(shù)會變小,即換算成差壓值后產(chǎn)生一個負(fù)向誤差。當(dāng)填充液溫度下降時，填充液在低壓側(cè)收縮，高壓側(cè)由于直接安裝，填充液的量非常少，高壓側(cè)的填充液收縮可以忽略不計。低壓側(cè)填充液膨脹引起低壓側(cè)產(chǎn)生一個負(fù)向的回壓，因此差壓值讀數(shù)會變大,即換算成差壓值后產(chǎn)生一個正向誤差。5.2.2壓頭溫度影響誤差因此壓頭溫度影響誤差只受法蘭間距和填充液密度影響。所以平衡型系統(tǒng)和調(diào)整型系統(tǒng)具有同樣的壓頭溫度影響誤差。當(dāng)填充液溫度上升時，填充液的密度減小，則低壓側(cè)壓力減小，換算成差壓DP后為正向誤差；當(dāng)填充液溫度下降時，填充液的密度增加，則低壓側(cè)壓力增加，換算成差壓DP后為負(fù)向誤差。5.2.3平衡型系統(tǒng)和調(diào)整型系統(tǒng)溫度影響誤差分析比較差壓隔膜密封系統(tǒng)在溫度變化時，密封膜盒溫度影響誤差和壓頭影響誤差將隨溫度的變化同時變化。因此，差壓隔膜密封系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差是密封膜盒溫度影響誤差與壓頭影響誤差的和。傳統(tǒng)平衡型系統(tǒng)，在差壓變送器的兩側(cè)采用相同的密封和相同長度的毛細(xì)管，在產(chǎn)生密封膜盒溫度影響誤差時，將產(chǎn)生相同的（或幾乎相同的）壓力變化。由于壓力變化相等，在差壓變送器的兩側(cè)，密封膜盒溫度影響誤差相互抵消，因此，平衡型系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差等于壓頭溫度影響誤差。調(diào)整型系統(tǒng)，假設(shè)高壓側(cè)填充液的量非常少，高壓側(cè)的填充液隨溫度的影響可以忽略不計，當(dāng)溫度上升時，壓頭溫度影響誤差可引起正誤差，然而調(diào)整型系統(tǒng)密封膜盒溫度影響誤差可產(chǎn)生負(fù)誤差，則調(diào)整型系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差小于壓頭溫度影響誤差，也就是小于平衡型系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差。反之，當(dāng)溫度下降時，壓頭溫度影響誤差可引起負(fù)誤差，然而調(diào)整型系統(tǒng)密封膜盒溫度影響誤差可產(chǎn)生正誤差，則同樣調(diào)整型系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差小于壓頭溫度影響誤差，也就是小于平衡型系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差。進(jìn)一步探討調(diào)整型系統(tǒng)的原理，調(diào)整型系統(tǒng)相當(dāng)于對總體系統(tǒng)誤差進(jìn)行了補(bǔ)償，假設(shè)將總體系統(tǒng)誤差降低到最低限度甚至消除，則需要產(chǎn)生與壓頭溫度影響誤差大小相等的膜盒密封溫度影響誤差。除了減少高壓側(cè)毛細(xì)管填充液體體積外，通過降低高壓側(cè)膜片剛度，增加低壓填充液體體積，提高填充液體熱膨脹系數(shù)和或增加低壓側(cè)膜片剛度，進(jìn)一步提高隔膜密封系統(tǒng)的性能。由于變量數(shù)量較多，且多數(shù)變量涉及制造廠家的內(nèi)部參數(shù)，差壓隔膜密封系統(tǒng)的總體系統(tǒng)誤差需要由生產(chǎn)廠家借助其軟件工具來計算。6結(jié)論差壓隔膜密封系統(tǒng)存在固有溫度引起的誤差。誤差主要由填充液體的物理特性隨溫度變化而發(fā)生變化所引起的?？傮w系統(tǒng)誤差還是容器過程連接間距與隔膜密封系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計之間的作用結(jié)果。在傳統(tǒng)平衡系統(tǒng)組態(tài)下，總體系統(tǒng)誤差未得到補(bǔ)償。不平衡的調(diào)整型系統(tǒng)可通過降低高壓側(cè)毛細(xì)管體積對系統(tǒng)總體誤差進(jìn)行補(bǔ)償。通過改變膜片彈性系數(shù)，系統(tǒng)填充體積和填充液體的類型進(jìn)一步提高性能，降低體積和改變組態(tài)可對填