差压变送器零点迁移实例：锅炉汽包液位测量

锅炉作为火力发电厂最重要和最基本的设备，其汽包液位测量的准确度无疑是确保生产安全的重要条件。因汽包属承压容器，汽相压力达几兆帕，甚至几十兆帕，而水位允许的波动范围又仅在几十毫米之内，这就决定了汽包液位测量的重要性和复杂性。目前，密闭容器液位测量的方法主要有两种：采用平衡容器和差压变送器配套测量；采用电接点液位计测量。要组建连续的水位自动控制系统，则必须采用前者，这就要涉及到零点负向迁移问题。

1.差压式密闭容器液位测量基本原理

如果采用DDZ—Ⅲ型仪表，则液位测量系统组成如图3-4-5所示。平衡容器用来产生与液位高度相对应的差压信号，经差压变送器将此差压信号转换成与之成线性关系的4～20mA直流信号，配电器一方面为变送器提供直流电源（DC 24V），另一方面又将变送器送来的电流信号隔离转换成DC 4～20mA和DC 1～5V信号输出，用以显示、记录或参与控制。

图3-4-5 差压式密闭容器液位测量系统框图

2.平衡容器结构及原理

平衡容器与被测密闭容器构成连通器，如图3-4-6所示。如果不考虑因温度变化而造成的液体密度变化，可以认为二者的液位高度相等。平衡容器输出端有两根导压管，正管内充满被测液体，用以产生固定的压力；负管经平衡容器与被测容器相通，管内压力随被测液位的变化而变化，这样正负管之间就形成了与被测液位高度相对应的差压信号，液位最高时差压最小，液位最低时差压最大。

图3-4-6 双室平衡容器结构图

3.零点负向迁移原因分析

如果按通常的导压管与变送器的连接方法，即正压管接变送器的正压室，负压管接变送器的负压室，变送器按常规检验（如图3-4-7所示），即差压ΔP=P+-P-=0时，输出为DC 4mA。当ΔP=P+-P-=ρg[（+h）-（-h）]=2ρgh时，输出为DC 20mA，那么液位的高度H与变送器输出电流之间的关系曲线如图3-4-8所示。

图3-4-7 差压变送器常规校验曲线(www.xing528.com)

图3-4-8 不迁移时变送器特性曲线

如将此信号送往记录仪等二次仪表，与观察习惯不符；如果用此信号去参与水位自动控制，则会给调试及生产维护带来一定的负面影响，甚至可能会产生误导。而要实现左小右大的刻度方式，就要求变送器具有如图3-4-9所示的特性曲线，即液位升高时变送器输出电流增大（与图3-4-8所示的曲线相反），可采用零点负向迁移来实现。

4.零点负向迁移的实现

变送器正压室的压力相对于负压室的压力增大时，其输出电流也随之增大。利用这一特性，将平衡容器的正导压管接变送器的负压室，而负导压管接变送器的正压室，如图3-4-10所示。当液位升高时，正压室相对于负压室的压力增大。此时，如果变送器有如图3-4-11所示的特性曲线（实际上不可能产生负电流），将图3-4-11与图3-4-9相比，可见只要将图3-4-11的坐标轴沿I_o轴负向移动16mA，也就是说将变送器的零点负向迁移（即零点压缩）100%，即可与图3-4-9相一致，得到所期望的变送器特性曲线。

图3-4-9 常规情况下希望的变送器特性曲线

对于差压变送器来讲，尤其是电容式和扩散硅式差压变送器，零点迁移是非常容易的，只要知道迁移方向和幅度，然后将电路板上对应的微动开关及零点电位器作适当的调整，即可实现零点迁移。对于智能变送器则更加方便，只要通过相应软件修改即可实现期望的零点迁移，相关内容可以参见第九章。

图3-4-10 负迁移时平衡容器与变送器的接法

图3-4-11 正负压室反接后变送器理想特性曲线