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Wie man mit einem Differenzdrucksensor den Stand von Flüssigkeiten bei niedrigen Temperaturen indirekt misst

2019-09-16View Original

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​Differenzdrucksender sind schwer in der Lage, den Flüssigkeitsspiegel von Medien unter -20 °C zu messen. Um den Füllstand von Kältemitteln wie flüssigem Ammoniak oder flüssigem Stickstoff messen zu können, kann eine indirekte Messung mit Gasisolation verwendet werden. Wie in der Abbildung dargestellt, wird das Niveau des kältemittelhaltigen Fluids durch Messung des Gasdrucks im Druckleitrohr ermittelt. Da die Flüssigkeit im Druckleitrohr auf der Hochdruckseite bei einer Temperatur über dem Siedepunkt befindet. Daher verdampft die Flüssigkeit im Druckleitrohr zu Gas, bis im Leitrohr ein gesättigtes Gas entsteht. Wenn ein Differenzdrucksensor zur Messung verwendet wird, basiert die Methode weiterhin auf dem Prinzip des statischen Drucks einer Flüssigkeitssäule. In diesem Fall sind die Drücke auf der Hochdruck- und Niedrigdruckseite des Differenzdrucksensors jeweils: PH = hx × ρ + Px ; PL=Px ; Dann gilt P = PH + PL = (hx × ρ + Px) – Px = hx × ρ. Der Messbereich ΔP beträgt daher (hx × ρ + Px). Die Beziehung zwischen dem Differenzdruck und der Stromstärke ist wie folgt: Der Differenzdrucksensor sollte an einer Stelle installiert werden, die über der höchsten Flüssigkeitsebene liegt. Auf der Hochdruckseite sollte ein Leitrohr für die Flüssigkeit angebracht werden. Dadurch kann der Sensor in einer normalen Umgebungstemperatur arbeiten, und die kühle Flüssigkeit kann vollständig verdampfen. Zur einfachen Einstellung der Nullpunktjustierung des Messgeräts sowie zum Austausch des Messgeräts muss zwischen der Hoch- und Niederspannungsseite des Differenzdrucksenders ein Ausgleichsventil installiert werden. Nachdem der Differenzdrucksensor installiert wurde, muss die Nullpunkteinstellung vorgenommen werden. Anschließend wird die Druckregelventil für die Gasphase PL geöffnet, und unter Arbeitsdruck wird erneut die Nullpunkteinstellung vorgenommen. Dann öffnet man die Druckregelventil für die Flüssigphase PH, wartet einen Moment, damit die kälteempfindliche Flüssigkeit vollständig verdampfen kann, und schließt anschließend das Ausgleichsventil, um den Sender in Betrieb zu nehmen. Beim Überprüfen oder Justieren im Betrieb sollte zunächst der Ausgleichsventil geöffnet werden, damit die Drücke auf der Hochdruck- und Niedrigdruckseite des Differenzdrucksensors ausgeglichen werden. Anschließend kann das Druckleitventil für die Flüssigkeitsphase geschlossen werden, um den Nullpunkt zu überprüfen oder anzupassen. Wenn es gefährlich ist, wenn die Dämpfe der zu prüfenden Flüssigkeit mit Luft in Berührung kommen, müssen bei der Wartung bestimmte Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden. Wie sollte der Stand von Flüssigkeiten bei niedrigen Temperaturen gemessen werden, wenn der Montageort des Differenzdrucksensors eingeschränkt ist? Bei der Messung des Füllstands von Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt mit einem Differenzdrucksensor werden unter normalen Raumtemperatur- und trockenen Gasbedingungen aus dem Behälter ein Druckleitrohr für die Flüssigkeitsphase sowie ein weiteres Leitrohr für die Gasphase geführt. Doch aufgrund des niedrigen Siedepunkts verdampft die zu messende Flüssigkeit in den Druckleitungen – durch diese Verdampfung entstehen Verzerrungen der Messwerte. Dafür gibt es bestimmte Anforderungen an die Konstruktion der Druckleitungen – beispielsweise muss ein Gasbehälter eingebaut werden, und es gibt Anforderungen bezüglich der Montageposition des Differenzdrucksensors. Dadurch erhöht sich die Arbeitsbelastung sowie die Schwierigkeit bei der Installation ; Was ist zu tun, wenn an bestimmten Orten aufgrund der Umweltbedingungen die Anforderungen an die Installation des Differenzdrucksenders nicht erfüllt werden können? Es gibt eine einfache Lösung: Man kann mit einem Rohr die Gas- und Flüssigkeitsleitungen miteinander verbinden, wie in der Abbildung dargestellt. Wie aus dem Diagramm zu erkennen ist, steigt das durch die Verdampfung des getesteten Flüssigkeits entstandene Gas entlang der Rohre nach oben zum oberen Teil des Behälters, während die Flüssigkeit entlang der Rohre nach unten fließt. Für diese Rohre eignet sich ein Rohr mit den Abmessungen Ф14×2. Bei korrosiven Medien sollte man auf Edelstahlrohre zurückgreifen. Es ist einfach, so einen Schlauch hinzuzufügen – und die Wirkung ist sehr gut. Diese Methode ist zur Messung des Standes von Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt mittels Differenzdruckmethode geeignet. Am wichtigsten ist, dass es keine strengen Anforderungen an die Montageposition des Differenzdrucksensors gibt, was die Arbeiten vor Ort erleichtert.

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