液位测量仪表的分类和原理.pdf

液位测量仪表的分类及原理液位测量仪表的分类及原理 玻璃式液位计：玻璃式液位计：根据流体的根据流体的连通器原理连通器原理来测量液位来测量液位 差压式液位计：差压式液位计：静力学原理静力学原理，液面高度与容器底部压力，液面高度与容器底部压力 成正比 浮力式液位计：浮力式液位计：浮在液面上的浮标随液面变化而升降浮在液面上的浮标随液面变化而升降 电容式液位计：电容式液位计：由液体的容器形成的电容，其值随液位由液体的容器形成的电容，其值随液位 的高低的变化而变化的高低的变化而变化 电极式液位计：电极式液位计：根据导电性液面达到某个电极位置发出根据导电性液面达到某个电极位置发出 信号的原理信号的原理 辐射式液位计：辐射式液位计：液体吸收放射性物质后射线能量与液位液体吸收放射性物质后射线能量与液位 高低有一定关系高低有一定关系 超声波式液位计：超声波式液位计：利用声波在介质中传播的某些声学特利用声波在介质中传播的某些声学特 性进行测量性进行测量 液位计工作原理动画演示液位计工作原理动画演示 常用液位检测仪表常用液位检测仪表——差压式液位计差压式液位计 差压传感器测量液差压传感器测量液 位原理图位原理图 ρ pA h p1 p2 + - 液位零面 设被测介质的密度为设被测介质的密度为ρ，，容器顶部为容器顶部为 气相介质，气相压力为气相介质，气相压力为PA，， P1是取压是取压 口的压力，根据静力学原理可得口的压力，根据静力学原理可得 21 , AA ppppgh 因此，差压变送器正负压室的压力差因此，差压变送器正负压室的压力差 为为 12 pppgh  液位测量问题就转化为差压测量液位测量问题就转化为差压测量问题了。

问题了 但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时，但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时， 会产生附加的静压误差就需要进行会产生附加的静压误差就需要进行量程迁移和零点迁移量程迁移和零点迁移 (1)(1)取压点与液位零面在同一水平面取压点与液位零面在同一水平面 ρ pA h p1 p2 h0 + - 液位零面 pB 液位测量的正迁移液位测量的正迁移 如图所示，当差压变送器的取压如图所示，当差压变送器的取压 口低于容器底部的时候，差压变口低于容器底部的时候，差压变 送器上测得的差压为送器上测得的差压为 120 pppghgh  为了使液位的满量程和起始值为了使液位的满量程和起始值 仍能与差压变送器的输出上限仍能与差压变送器的输出上限 和下限相对应，就必须克服固和下限相对应，就必须克服固 定差压定差压ρgh0的影响，采用零点的影响，采用零点 迁移就可实现迁移就可实现 (2)取压口低于容器底部取压口低于容器底部 2 100 A BA pp pphgph ghg   因为：因为： 所以：所以： 在无迁移情况下在无迁移情况下，，实际测量范围是实际测量范围是0～～（（h0ρg +hmaxρg）），，原因是这种安装方法时原因是这种安装方法时ΔP多出一项多出一项 h0ρg。

当当h=0时时，，ΔP= h0ρg，，因此因此P0＞＞20KPa 为为 了迁移掉了迁移掉h0ρg，，即在即在h=0时仍然使时仍然使P0=20KPa ，，可可 以调整仪表的迁移弹簧张力以调整仪表的迁移弹簧张力由于由于h0ρg作用在正压作用在正压 室上室上，，称之为正迁移量称之为正迁移量迁移弹簧张力抵消了迁移弹簧张力抵消了h0ρg 在正压室内产生的力在正压室内产生的力，，达到达到正迁移正迁移的目的的目的 由于由于ρgh0〉〉0，，所以称为正迁移所以称为正迁移 h1 ρ1 ρ pA h p1 p2 h0 + - ρ1 液位测量的负迁移液位测量的负迁移 当被测介质有腐蚀性时，当被测介质有腐蚀性时， 差压变送器的正、负压室之差压变送器的正、负压室之 间就需要装隔离罐，如果隔间就需要装隔离罐，如果隔 离液的密度为离液的密度为ρ1 (ρ1 ρ )，，则则 12101 ()pppghg hh  (3)介质有腐蚀性时介质有腐蚀性时 211 101 A A pphg pph ghg     因为：因为： 所以：所以： 对比无迁移情况对比无迁移情况，，ΔP多了一项压力多了一项压力-（（h1- h0））ρ1g，，它作它作 用在负压室上用在负压室上，，称之为负迁移量称之为负迁移量。

当当h=0时时，，ΔP= -(h1- h0)ρ1g ，，因此因此P00，从而使变送器在，从而使变送器在H=0H=0时时 输出电流大于输出电流大于4 mA4 mA；；H=HmaxH=Hmax时，输出电流大于时，输出电流大于20 mA20 mA 正迁移正迁移 液位测量 迁移弹簧的作用迁移弹簧的作用 改变变送器的零点改变变送器的零点 迁移和调零迁移和调零 都是使变送器输出的起始值与被测量起始都是使变送器输出的起始值与被测量起始 点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移 量则比较大量则比较大 迁移迁移 同时同时改变改变了测量范围的上、下限，相当于测量了测量范围的上、下限，相当于测量 范围的平移，它范围的平移，它不改变不改变量程的大小量程的大小 静压原理检测物位静压原理检测物位 (a)(a)负迁移负迁移 （（b b）无迁移）无迁移 （（c c）正迁移）正迁移 P出/KPa 100 20 -2000 0 零点迁移总结零点迁移总结  （（1）零点迁移的定义）零点迁移的定义 当H=0时，把差压变送器输出的零点（20KPa、4mA或0mA）所对 应的输入差压由零点迁移到某一不为零的数值。

 （（2）零点迁移的类型）零点迁移的类型 a、无迁移：△P=Hρ g型，即H=0时，△P=0，零点为0 b、负迁移：△P=Hρ g ﹣x（x0）型即H=0时，△P0）型即H=0时，△P0，零点 大于0  （（3）出现正负迁移的原因）出现正负迁移的原因 由于安装位置不同；以及有时在容器与变送器之间加装隔离罐 等原因造成的  （（4）零点迁移的目的）零点迁移的目的 为使仪表的输出能正确反映出液位的数值，亦即使液位的零值与满量 程能与变送器的输出上、下值相对应  （（5）零点迁移的方法）零点迁移的方法 一般是在仪表上加一弹簧装置，以抵消固定差压的作用，该弹簧称为 迁移弹簧  （（6）零点迁移的实质）零点迁移的实质 只改变变送器的零点，而不改变量程大小，即改变量程上下限位置， 相当于测量范围的平移  （（7）迁移量的大小）迁移量的大小 当H=0时，△P的绝对值 注意注意 在差压变送器的规格中，型号 后面加“A”的为正迁移，加“B” 的为负迁移。