物位检测及仪表ppt课件.ppt

•物位：•液位：容器中液体外表的高低；•料位：容器中固体的堆积高度；•界面：两种互不相溶的液体介质的分界面•丈量液位的仪表叫液位计 (输出规范信号---变送器)• 丈量料位的仪表叫料位计• 丈量分界面的仪表叫界面计 §3. 物位检测及仪表一.概述物位开关：在物位物位开关：在物位检测中，有中，有时不需求不需求对物位物位进展延展延续丈量，只需求丈量物位能否到达上丈量，只需求丈量物位能否到达上线、下限或某、下限或某个特定的位置，个特定的位置，这种定点丈量用的种定点丈量用的仪表被称表被称为物位物位开关普通用来开关普通用来监视、、报警、警、输出控制信号出控制信号物位丈量有两个目的: 一是经过物位丈量来确定容器中的原料，产品或半废品的数量； 另一个是经过物位丈量，了解物位能否在规定的范围内, 对物料进展监控, 保证平安消费, 保证产品的质量、产量锅炉汽包水位控制例: 汽包液位过高会呵斥蒸汽带水影响过热器运转,影响汽水分别效果;水位过低会呵斥锅炉水循环的破坏,影响省煤器运转,容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸物位仪表的分类•直读式物位仪表•浮力式物位仪表•差压式物位仪表•电磁式物位仪表•核辐射式物位仪表•雷达式液位计•声波式物位仪表•光电式物位仪表1、直读式物位仪表•用带有刻度的透明物质〔如玻璃、有机玻璃〕作为容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液位的高低。

2、浮力式物位仪表•利用浮子高度随液面或液体界面变化而变化的原理任务•当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，经过丈量浮力变化确定出液位的变化量浮筒式液位计3、差压式物位仪表•利用物料对某定点的静压力与物料深度或堆积高度成正比的关系进展丈量液体密闭容器液体敞开容器固体称重仓4、电磁式物位仪表电容式液位计电容式料位计主要用于丈量不导电流体①①①①电电容式物位容式物位容式物位容式物位仪仪表表表表将物位的变化转换为电量的变化 分电阻式、电感式和电容式②、电极式物位仪表利用物料的导电性能丈量液位③电感式液位控制器 传感器由不导磁管子、导磁性浮子及线圈组成管子与被测容器相连通可实现上、下液位的报警与控制 1、3-上下限线圈； 2-浮子5、核辐射式物位仪表•放射线经过介质时，其强度衰减与物质的吸收系数和介质层厚度有关：•目前，工业上运用的放射线物位计有延续式和定点式两种•射线不受温度、压力、湿度、电磁场的影响，而且可以穿透各种介质，包括固体，因此能实现完全非接触丈量介质对放射线的吸收系数H -----介质层的厚度I -----穿过介质后的射线强度I0-----射线入射强度6、雷达式液位计•雷达波由天线发射LH0H天线C---电磁波传播速度，300000km/s7、超声波物位仪表•利用超声波，遇到相界面时，发生部分反射，部分折射入相邻介质的原理，经过检测超声波从发射到反射的全过程的时间间隔可以计算出物料界面到探头的间隔，从而得到物位的高低。

•本卷须知：•确保反射波能回到探头；•防止物料对声波的吸收〔如外表泡沫漂浮〕 超声波传播间隔为L，波的传播速度为C，传播时间为 ，那么： L是与液位有关的量 激光式液位检测仪由激光发射器、接纳器及丈量控制电路组成任务方式有反射式和遮断式，在液位丈量中两种方式都可运用，但普通只用作定点检测控制，不易进展延续丈量反射式激光液位检测原理图 1-激光发射器； 2-上液位接纳器； 3-下液位接纳器 7.光学式物位光学式物位仪表表二.差压式液位变送器•1.任务原理 下面图为用于丈量开口容器液位高度的三种压力式液位计a) 压力表式液位计 (b)法兰式液位变送器 (c)吹气式液位计 图3.42 液位丈液位丈量的正迁移量的正迁移如如图，当差，当差压变送器的取送器的取压口低于容器口低于容器底部底部时，差，差压变送器上送器上测得的差得的差压为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和下限相对应，就必需抑制固定差压ρgh0的影响，采用零点迁移实现2.2.取取压口低于容器底部口低于容器底部------零点迁移零点迁移由于：由于：所以：所以：当当h=0h=0时，，ΔP= h0ρgΔP= h0ρg，，为了了迁迁移移掉掉h0ρgh0ρg，，即即在在h=0h=0时依依然然使使ΔP= ΔP= 0 0，，可可以以调整整仪表表的的迁迁移移弹簧簧张力力。

由由于于h0ρgh0ρg作作用用在在正正压室室上上，，称称之之为正正迁迁移移量量迁迁移移弹簧簧张力力抵抵消消了了h0ρgh0ρg在正在正压室内室内产生的力，到达正迁移的目的生的力，到达正迁移的目的 由于由于ρgh0ρgh0〉〉0 0，所以称，所以称为正迁移正迁移 量程迁移后，丈量范量程迁移后，丈量范围为0 0～～hmaxρghmaxρg，，P1、P2——引入变送器正压室和负压室的压力(Pa)； H——液位高度(m)； h1、h2——正、负压室隔离罐液位距变送器高度(m) 差压式液位计丈量原理 3 3、介质有腐蚀性时、介质有腐蚀性时它作用在它作用在负压室上，室上，称之称之为负迁移量3.用法兰式差压变送器丈量液位•遇到含有杂质、结晶、凝固或易自聚的被测介质，用普通的差压变送器能够引起衔接纳线的堵塞，此时，需求采用加隔离膜盒的法兰式差压变送器，如图.图3-44 法兰式差压变送器丈量液位表示图1—法兰式丈量头；2—毛细管；3—变送器例题分析法兰式差压变送器测液位图 1.1.用一台双法用一台双法兰式差式差压变送器丈量某容器的液位送器丈量某容器的液位, ,如下如下图。

被被测介介质密度密度ρ=900kg/m3 ,ρ=900kg/m3 ,毛毛细管内任管内任务介介质密度密度ρ0=950kg/m3ρ0=950kg/m3变送器的安装尺寸送器的安装尺寸为 h1=1m, h2=4mh1=1m, h2=4m求变送器的丈量范送器的丈量范围, ,并判并判别零点迁移方向零点迁移方向, ,计算迁移量算迁移量, ,当法当法兰式差式差压变送器的安装位置升高或降低送器的安装位置升高或降低时, ,问对丈量有何影响丈量有何影响? ? 解：当不思索迁移量解：当不思索迁移量时, ,变送器的送器的丈量范丈量范围应根据液位的最大根据液位的最大变化化范范围来来计算  根据图示,当液位高度为H时,差压变送器正压室所受的压力p1为 负压室所受的压力p2为因此，差压变送器所受的压差为 由上式可知,该差压变送器应进展负迁移,其迁移量为 h2ρ0g 当差压变送器安装的高度改动时,只需两个取压法兰间的尺寸h2不变,其迁移量是不变的三. 电容式液位计 电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进展丈量 式中： D、d——外电极内径和内电极外径(m)； ——极板间介质介电常数(F/m)； L——极板相互重叠的长度(m)。

液位变化引起等效介电常数变化，从而使电容器的电容量变化，这就是电容式液位计的检测原理 图中：1-内电极；2-外电极 在液位的延在液位的延续续丈量中，多用同心丈量中，多用同心圆圆柱式柱式电电容器容器. .1.1.丈量原理丈量原理如如图图同心同心圆圆柱式柱式电电容器的容器的电电容量：容量：  右图为用于丈量非导电介质的同轴双层电极电容式液位计内电极和与之绝缘的同轴金属套组成电容的两极，外电极上开有很多流通孔使液体流入极板间 图中： 1、2-内、外电极； 3-绝缘套； 4-流通孔2.2.液位的液位的检测检测 由此可见，电容量的变化量与充料高度成正比丈量电容量变化即可知料位的变化n n零点的零点的电电容量的表达式容量的表达式为为：：电电极极间间充入高度充入高度为为H H的介的介质质后后的的电电容量容量电电容量的容量的变变化量化量 右图为用来丈量导电介质的单电极电容液位计，它只用一根电极作为电容器的内电极，普通用紫铜或不锈钢，外套聚四氟乙烯塑料管或涂搪瓷作为绝缘层，而导电液体和容器壁构成电容器的外电极 1-内电极；2-绝缘套3.料位的检测dDH H•依此原理还可进展其它方式的物位丈量。

电容式液位计的构造方式很多，有平极板式、同心圆柱式等等•适用范围非常广泛，对导电介质和非导电介质都能丈量，还能丈量有倾斜晃动及高速运动的容器的液位不仅可作液位控制器还能用于延续丈量电容式液位计的这些特点决议了它在液位丈量中的重要位置•不适于ε随温度变化,介质在电极上有堆积或附着,介质中有气泡产生的情形四.称重式液罐计量仪控制器L1L2p1p2杠杆平衡杠杆平衡时时由于代入〔3-64〕〔3-65〕假设液罐是均匀截面〔3-66〕〔3-67〕〔3-68〕假设液罐的横截面积A为常数例题分析举举例例例例1.1.某某贮罐内的罐内的压力力变化范化范围为12~15MPa12~15MPa，要求，要求远传显示，示，试选择一台一台DDZ-ⅡDDZ-Ⅱ型型压力力变送器送器 ( (包括准确度等包括准确度等级和量和量程程) )假设压力由力由12MPa12MPa变化到化到15MPa15MPa，，问这时压力力变送送器的器的输出出变化了多少化了多少? ?假假设附加迁移机构附加迁移机构, ,问能否可以提能否可以提高高仪表的准确度和灵敏度表的准确度和灵敏度? ?试举例例阐明之 解：假解：假设知某厂消知某厂消费的的 DDZ-Ⅱ DDZ-Ⅱ型型压力力变送器的送器的规格有：格有： 0 0～～1010，，1616，，2525，，6060，，100 100 〔〔MPaMPa〕〕 精度等精度等级均均为0.50.5级。

输出信号范出信号范围为0 0～～10mA10mA 例题分析 由知条件，最高压力为15MPa，假设贮罐内的压力是比较平稳的，取压力变送器的丈量上限为 假设选择丈量范围为0～25MPa、准确度等级为0.5级,这时允许的最大绝对误差为 由于变送器的丈量范围为0～25MPa，输出信号范围为0～10mA,故压力为12MPa时,输出电流信号为 例题分析压力为15MPa时，输出电流信号为 这就是说,当贮罐内的压力由12MPa变化到15MPa时,变送器的输出电流只变化了1.2mA 由本例题可知，假设确定正迁移量为7MPa，那么变送器的量程规格可选为16MPa那么此时变送器的实践丈量范围为7～23MPa，即输入压力为7MPa时，输出电流为0mA；输入压力为23MPa时，输出电流为10mA这时假设输入压力为12MPa，那么输出电流为 例题分析输入压力为15MPa时,输出电流为 由此可知，当输入压力由12MPa变化到15MPa时，输出电流变化了1.875mA，比不带迁移机构的变送器灵敏度提高了 变送器的准确度等级仍为0.5级，此时仪表的最大允许绝对误差为(23-7)×0.5% = 0.08MPa，所以，由于加了迁移机构，使仪表的丈量误差减少了。