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1、第二篇 过程参数检测技术,7 物位检测,7.1 物位的定义及物位检测仪表的分类 7.2 常用物位检测仪表 7.3 影响物位测量的因素,7 物位检测,7.1 物位的定义及物位仪表的分类 7.1.1 物位的定义 7.1.2 物位仪表的分类,7.2 常用物位检测仪表 7.2.1 静压式液位检测仪表 7.2.2 浮力式物位检测仪表 7.2.3 其它物位测量仪表,7.3 影响物位测量的因素 7.3.1 液位测量的特点 7.3.2 料位测量的特点 7.3.3 界位测量的特点,7.1 物位的定义及物位检测仪表的分类,7.1.1 物位的定义,在生产过程中常通过检测储物在容器中的积存高度来实现固体(块料、粉料或
2、颗粒)、液体的储量测量，储物的堆积高度就叫做物位。,液位 指设备和容器中液体介质表面的高低。 料位 指设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末状 固体物料的堆积高度。 界位 指相界面位置。,7.1 物位的定义及物位检测仪表的分类,7.1.2 物位检测仪表的分类,（按工作原理分类）,参见教材P95 “表7-1”,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,差压式液位计,工作原理,差压式液位计原理图,-被测介质密度 g 重力加速度,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,零点迁移问题,差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,零点迁移问题,
3、差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,零点迁移问题,零点迁移的目的：使H0时，变送器输出为Iomin（如4mA）,差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,用法兰式差压变送器测量液位,为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用法兰式差压变送器，如图示。,法兰式差压变送器按其结构形式分单法兰式和双法兰式。,差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,用法兰式差压变送器测量液位,差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表
4、,当H=0时，2g（h2h1）=49509.8=37.24 kPa 变送器需要进行负迁移，迁移量为37.24 kPa,差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.1 静压式液位检测仪表,因此,应进行负迁移,迁移量为 h20g 当变送器安装高度改变时，只要两个 取压法兰间尺寸h2不变,其迁移量不变,差压式液位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.2 浮力式物位检测仪表,恒浮力式 在测量过程中浮力维持不变的，如浮标、浮球等液位计。,变浮力式 根据浮筒在液体内浸没程度不同 及所受浮力不同来测定液位高低,浮力式液位计有两类：,7.2 常用物位检测仪表,7.2.2 浮力式物位检测仪表,浮力式液位计有
5、两类：,恒浮力式液位计 （浮标式、浮球式）,变浮力式液位计 （浮筒式、沉筒式）,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,一、电容式物位计,测量原理,两圆筒间的电容量C,当D和d 一定时，电容量C的大小与极板的长度L和介质的介电常数的乘积成比例。,通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,一、电容式物位计,液位的检测,当液位为零时，仪表调整零点，其零点的电容为,当液位上升为H时，电容量变为,电容量的变化为,电容量的变化与液位高度H成正比,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,一、电
6、容式物位计,料位的检测,用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。 固体间磨损较大，容易“滞留”，可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。,电容量变化与料位的关系为,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,二、超声波液位测量,超声波探头发出超声波脉冲通过介质到达液面，并经过液面反射后又被探头接收。 测量发射脉冲与接收脉冲的时间间隔和超声波脉冲在介质中的传播速度，便可以求出探头与液面之间的距离。,超声波液位测量原理图,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,二、超声波液位测量,超声波探头发出超声波脉冲通过介质到达液面，并经过液面反射后又被探头接收
7、。 测量发射脉冲与接收脉冲的时间间隔和超声波脉冲在介质中的传播速度，便可以求出探头与液面之间的距离。,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,三、微波式物位计,微波式液位计示意图,微波物位计又称雷达物位计，微波物位计运用了微波的特性，在一定条件下，微波传播速度是一定的，所以可以通过测量微波从传感器传播至物料表面并返回到传感器所用的时间来计算出所测量的物位。,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,三、微波式物位计,微波物位计和超声波物位计的主要差别比较,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,四、核辐射物位计,工作原理,使用时几乎不受 温度、压力
8、、电磁场的影响； 适用于高温、高压、强腐蚀、 剧毒等条件苛刻的场合； 核射线能够直接穿透钢板等介质， 可用于高温熔融金属的液位测量。,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,特点和要求,四、核辐射物位计,射线对人体有害，因此射线的剂量应严加控制； 同时必须切实加强安全防护措施。 工业现场一般不优先考虑使用核辐射式物位计,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,五、光纤液位计,当棱镜位于气体中时，由光源经发射光纤传到棱镜与气体界面上的入射光线被全部反射到接收光纤上，并经接收光纤传送到光电检测单元中； 当棱镜位于液体中时，由于液体的折射率比空气大，入射光线在棱镜中的全反射条件被破坏，其中的一部分光线将透过界面而泄露到液体中去，致使光电检测单元接收到的光强减弱。,根据传感器的光强信号 判断液位的高度,7.2 常用物位检测仪表,7.2.3 其他物位测量仪表,六、激光测量物位,7.3 影响物位测量的因素,
