过程检测技术及仪表第2章4节物位测量

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1、概述物位几个概念：在容器中液体介质的高低叫液位，容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位测量液位的仪表叫液位计，测量料位的仪表叫料位计测量两种密度不同液体介质的分界面的仪表叫界面计在物位检测中，有时需要对物位进行连续检测，有时只需要测量物位是否达到某一特定位置，用于定点物位测量的仪表称为物位开关概述意义：确定容器内储存量。通过测量达到控制物位。火力发电锅炉汽包水位:锅炉安全、汽轮发电机概述常用的物位仪表分类:直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理工作。电磁式物位

2、仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容核辐射物位仪表：利用射线透过物料时其强度随物质层的厚度而变化的原理声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可测知物位。根据工作原理分为声波遮断式、反射式和阻尼式。光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作……物位仪表检测原理可归纳为以下三类:基于力学原理:敏感元件所受到的力（压力）的大小与物位成正比，如静压式、浮力式基于相对变化原理:当物位变化时，物位与容器底部或顶部的距离发生改变，通过测量距离的相对变化来测量物位。如声学法、光学法。基于某强度性物理量随物位的升高而增加原理:如射

3、线法。概述原理：利用浮力原理,是基于液体的浮力使浮子随着液位的变化上升或下降而测量液位。适用于液位的检测。分类：浮子有很多种形式，常用的按结构原理和浮子形状可分为：浮球液位计、浮筒液位计、钢带液位计、磁浮子液位计和磁翻板液位计。浮力式液位计浮力式液位计浮力式液位计又可分为恒浮力式和变浮力式两类。1.变浮力式液位计   变浮力式亦称筒式液位计，当液面区别时，沉筒浸泡于液体内的体积有区别，因而所受浮力区别而产生位移，通过机械传动转换为角位移来量测液位。此类仪表能以便于远传和自动调节。2.恒浮力式液位计恒浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮在液体中随液面变化而升降，它的特点是结构简易、价格较低，

4、适于各种贮罐的测量。测量原理：1、如图所示，将一截面相同，质量为m的圆筒形空心金属浮筒悬挂在弹簧上，当h＝0时，浮筒的重量被弹簧的反作用所平衡。当液位变化使浮筒的一部分被液位浸泡时，由于受到液位的浮力作用而使浮筒向上移动，直到与弹簧的反作用力重新平衡。设此时弹簧的位移为△x，弹簧刚度为c，则浮筒液位计浮筒液位计2、弹簧的伸缩使其与刚性连接的磁钢产生位移。通过指示器内磁感应元件和传动装置使其指示出液位。限位开关的仪表即可实现液位信号的报警功能。浮筒液位计浮筒液位计使用和特点1、适用于高温，高压的场合2、精度较高（精度等级0.5）、可靠性好、调整方便、测量范围广、经久耐用。3、适合工艺流程

5、中敞口或带压容器内的液位、界位、密度的连续测量。4、该仪表带二线制4～20mA输出和HART传输协议输出；5、有本安型、隔爆型、液晶指示型、电池型多种产品，安装形式多样。6、智能式的具有参数设定、故障提示等功能电动浮筒液位变送器概述可广泛适用于石油、化工、制药等工业中常压或带压容器内各种液体液位、分层界面的连续测量。只输出电信号，需与显示仪表配套测量液位。浮筒是一根直径均匀，长度与测量范围相同的密封金属管，如下图，属变浮力式仪表。电动浮筒液位变送器测量原理变送器是借助于阿基米德定律（浮力原理）及力平衡原理而工作的。被测液面高度的浮筒悬挂在下杠杆端部，液位上升时，浮筒沉浸在液体中，并受到

6、阿基米德定律向上的浮力作用。当液位变化时，支承点杠杆力也发生变化，通过称重传感器测得浮筒浮力的大小，即可得到液面的高度。经转换，输出与液位高度成比例的4～20mA.DC标准信号。远传至控制室，实现远程液位显示或工艺流程的控制。电动浮筒液位变送器电动浮筒液位变送器分标准型和智能型两种。智能型电动浮筒液位变送器结构和组成：由检测、转换和变送器三部分组成。检测部分由浮筒、浮筒室、连杆组件等部分组成；转换部分由杠杆系统、传感器等组成；变送器部分由A/D、D/A转换、微处理器及信号输出电路等部分组成。电动浮筒液位变送器电动浮筒液位变送器特点和使用1、针对不同的介质和测量要求，变送器设有密度及零点

7、、量程调节电位器，以便对输出信号进行调整。2.测量精度较高：±0.5%---±1.5%(FS)；灵敏度为0.05%；3．输出信号：标准型：4～20mA.DC,二线制；24V.DC供电；智能型：4～20mA，叠加符合HART协议的数字信号；4、要防止变送器受强烈振动或冲击；5、对于易凝、易结晶、易沉淀及粘度较大的被测介质应选用带保温夹套式，现场应备有蒸汽管线；6、传输电缆与变送器引入装置在连接处需加挠性保护管，变送器端子连接处应加绝缘套管。7、变