1. 差压变送器

  差压变送器是测量变送器两端压力之差的变送器，输出4～20mA DC标准信号，被广泛的应用到自动化控制领域，其涵盖所有气体及液体介质需要测量和监控压力变化的场所。

     2. 差压变送器在液位测量中的应用

  差压变送器由于可以方便的测量两个点位的压力差，因此在工业生产中被广泛用于流量和液位测量等。差压变送器测量液位的原理如下：

图1.差压变送器测量液位的原理示意

设液体导压管至液面距离为H,液体密度为ρ，气相压力为P_气，则

高压腔压力                P₁=P_气+Hρg

低压腔压力为               P₂=P_气

差压为                   ∆P=P₁-P₂=Hρg

可以看到差压和液位高度存在一个确定的关系，这时候只要利用差压变送器测出取样点与罐体上部气体的压力差，就可以确定液位高度。如果罐体不是密封的，P气是大气压力，测量导压管位置的静压力，就可以得到对应的液位高度，这也是静压式液位计的工作原理。

3. 差压变送器的迁移

上图中测量液位的差压变送器和引压管在同一水平面上，压差和液位高度成正比，当液位为Hmin时，H=0时，差压输出信号为最小的4mA，但是在实际的使用中，处于对设备安装位置和便于维护等方面考虑，测量仪表不一定都能与取压点在同一个水平面上，这个时候之前差压和液位的对应关系就发生了变化，需要进行零点迁移。

无迁移：

图2.无迁移

如图2所示对密闭贮槽或反应罐，设底部压力为P_A，液面上的压力为P_B，液位高度为H，则有:

P+=P_B+Hρg

式中：ρ为介质密度，g为重力加速度；

P- = P_B。

ΔP=P+ - P- = Hρg

通常被测介质的密度是已知的，压差ΔP与液位高度H成正比，测出压差对应的输出信号（4-20mA DC）就知道被测液位高度（液位为零时输出4mA，液位为H时输出20mA）。

正迁移：

图3.正迁移

如图3所示实际测量过程中，差压变送器的安装位置有时会低于容器下部的取压位置，若变送器安装位置低于测量下限的距离为h，则有；

P+ = P_B + Hρg + hρg

P- = P_B

ΔP=P+ - P- = （H+h）* ρg

当H = 0 时， ΔP≠ 0，ΔP = +hρg，因此需要做正迁移hρg以保证H= 0 时的输出为4mA.

负迁移：

图4.负迁移

如果介质的气相部分会在引压管中产生其高度随时间而变的冷凝液，进而影响测量精度。对此，往往采用在正负压室与取压点之间安装充满被测液体的隔离罐或冷凝罐的方法来避免可能的测量误差。如图4所示，此时

P+ = P_B + Hρg

P- = P_B + hρg

ΔP = P+ - P- = （H – h）* ρg

与正迁移的情况类似，当H=0时， ΔP = -hρg ，需作负迁移。

迁移不仅改变了零点位置，同时也改变了测量范围的上下限，相当于测量范围的平移，但是并不改变量程大小。例如，某差压变送器某差压变送器测量液位时，测量范围为0 ~ 5000Pa，对应的变送器输出为4~20mA，这是无迁移的情况，如图5中曲线a所示。若该变送器安装时存在负迁移2000Pa,H=0时，变送器两端的固定差压为Δp= - 2000Pa,调整迁移弹簧使输出为4mA;:当液面为Hmax时，变送器两端压差Δp=(5000 - 2000)Pa = 3000Pa,也就是说Δp从一2000Pa变化到3000Pa变送器输出从4mA变化到20mA，维持了原来的量程，只是向负方向迁移了一个固定的压差，如图5.

图5.正负迁移示意图