敞口加热罐液位测量系统及方法技术领域
本发明涉及一种液位测量系统，具体是涉及敞口加热罐液位测量系统及方法。
背景技术
在化工生产中有时需要一定温度和液位的水罐，顶部或侧面开孔与大气连通，液
位用单法兰液位变送器测量，因单法兰液位变送器测量原理就是根据敞口水罐罐顶和灌底
同为大气压力，变送器负压侧置于空气中（大气压力可以互相抵消忽略不计），正压侧法兰
与罐底一次阀法兰相连，液体的静压力直接作用于变送器的正压侧，当罐里液位发生变化
时，液体的静压力就发生变化，作用于变送器的正压侧，从而测量出液位。
当温度要求接近水的沸腾温度或用蒸汽直接加热时，就会有蒸汽从顶部或侧面开
孔处排出，而空气无法补充进来，导致灌顶压力不是大气压力而是波动的，甚至形成负压，
灌顶压力变化和液体的静压力同时作用于单法兰液位变送器的正压侧，而变送器负压侧置
于大气中不变，必然会导致液位测量不准。
发明内容
为克服灌顶压力不稳的问题，本发明提供了一种敞口加热罐液位测量系统及方
法，将直接蒸汽加热水罐单法兰液位变送器改差压变送器测量液位，把灌顶的压力引致差
压变送器的负压侧，解决由于罐顶压力波动而导致正负压侧压力差距大，进而无法准确测
量水罐液位的问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：敞口加热罐液位测量系统，包
括：水罐、压差变送器，所述的压差变送器的负压接口通过负压管道连通待测水罐顶部罐
口，所述的压差变送器的正压接口通过正压管道连通水罐底部侧口；
所述的负压管道上还设有邻近所述水罐顶部罐口的负压侧根部阀和稳压罐，在稳压罐
上还设有排气阀， 在负压侧稳压罐下游所述负压管道上还连接有负压侧排污管道， 负压
侧排污管道一侧上设有负压侧排污阀，负压侧排污管道另一侧设有管帽；
所述的正压管道上还设有邻近所述水罐底部侧口的正压侧根部阀和稳压罐，在稳压罐
上还设有排气阀， 在正压侧稳压罐下游所述正压管道上还连接有正压侧排污管道， 正压
侧排污管道一侧上设有正压侧排污阀，正压侧排污管道另一侧设有管帽；
所述负压管道和正压管道通过三阀组连接所述液位差压变送器。
与现有技术相比是将直接蒸汽加热水罐单法兰液位变送器改差压变送器测量液
位，把灌顶的压力引致差压变送器的负压侧，解决由于罐顶压力波动而导致正负压侧压力
差距大，进而无法准确测量水罐液位的问题。
使用该敞口加热罐液位测量系统的测量原理及方法是
通过把灌顶压力引致差压变送器的负压侧，让变送器始终测量的是水罐的实际压差，
加装稳压罐并在正负压侧灌装水或隔离液，对变送器进行负迁移，来稳定液位；
可通过操作三阀组对压差变送器两侧正负压侧进行灌水，操作步骤：
(1)打开正压侧根部阀V2，用扳手卸下正压侧管帽8，缓慢打开正压侧排污阀V4，让罐里
的水从排污阀处排出，至水干净为止，关上排污阀，拧上管帽；用扳手拧下差压变送器正压
侧丝堵，缓慢打开三阀组6的正压侧手阀，让水从变送器正压侧缓慢流出，至水干净为止，关
闭平衡阀正压侧手阀，拧上丝堵，缓慢打开正压侧排气阀V6，排水至水中不再有气泡排出，
关闭正压侧排气阀V6。
(2)关闭负压侧根部阀V1，用扳手卸下负压侧管帽7，打开负压侧排污阀V3，全部打
开负压侧排气阀V5，从罐里取出一些干净的水从排气阀V5灌入，从排污阀处排出，至水干净
为止，关上排污阀，拧上管帽；用扳手拧下差压变送器负压侧丝堵，缓慢打开三阀组6的负压
侧手阀，缓慢打开三阀组6平衡阀，让水从变送器负压侧缓慢流出，至水干净为止，关闭平衡
阀负压侧手阀，拧上丝堵，打开三阀组6的负压侧手阀，让水进入负压侧管线至平衡位置，关
闭三阀组6平衡阀手阀，继续从负压侧排气阀V5灌入从罐里取出的水至水满，不在有气泡冒
出为止，关闭正压侧排气阀V6，打开负压侧根部阀V1。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，0、水罐、1、负压管道、2、正压管道、3、负压排污管道、4、正压排污管道、5、压
差变送器、6、三阀组、V1、负压侧根部阀、V2、正压侧根部阀、V3、负压侧排污阀、V4、正压侧排
污阀、V5、负压侧排气阀、V6、正压侧排气阀、C1、负压侧稳压罐、C2、正压侧稳压罐、7、负压侧
管帽、8、正压侧管帽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图所示，敞口加热罐液位测量系统，包括：水罐0、压差变送器5，所述的压差变送
器5的负压接口通过负压管道1连通待测水罐0顶部罐口，所述的压差变送器5的正压接口通
过正压管道2连通水罐0底部侧口；
所述的负压管道1上还设有邻近所述水罐0顶部罐口的负压侧根部阀V1和稳压罐C1，在
稳压罐C1上还设有排气阀V5， 在负压侧稳压罐C1下游所述负压管道1上还连接有负压侧排
污管道3， 负压侧排污管道3一侧上设有负压侧排污阀V3，负压侧排污管3道另一侧设有管
帽7；
所述的正压管道2上还设有邻近所述水罐0底部侧口的正压侧根部阀V2和稳压罐C2，在
稳压罐C2上还设有排气阀V6， 在正压侧稳压罐C2下游所述正压管道2上还连接有正压侧排
污管道4， 正压侧排污管道4一侧上设有正压侧排污阀V4，正压侧排污管道4另一侧设有管
帽8；
所述负压管道1和正压管道2通过三阀组6连接所述液位差压变送器5。
使用该敞口加热罐液位测量系统进行液位测量的方法如下：
1、用米尺测量出正负压测（即正压侧根部阀V2、负压侧根部阀V1）的距离为ｈ，正压侧到
差压变送器5的正压侧距离为h1，负压侧到差压变送器5的负压侧距离为h2，h2=h+h1。
2、罐内无水时差压变送器正压侧所受的静压力为：P+=ρgh1；负压侧所受的静压力
为：P-=ρgh2；差压变送器测量零点为：p零= P+- P-即P=ρgh1-ρgh2=ρgh1-ρg（ h+h1）=-ρgh（ρ
为水的密度），量程为：P满=-ρgh+ρgh=0。
3、根据计算的结果用手持终端或现场直接给差压变送器设置零点和量程；也可以
把正压侧根部阀V2、负压侧根部阀V1关闭，把负压侧排气阀V5、正压侧排气阀V6打开对大
气，看此时差压变送器的测量值为零点，加上量程值为量程；设置完成后关闭排气阀，打开
正负压测根部阀，差压变送器就可以根据水位变化准确的测量罐内的液位。为了测量更准
确，可以根据气温变化修改（密度）零点和量程。