第7章 物位检测技术

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1、现代检测技术2第七章力学量检测技术7.1液位检测方法7.3相界面的检测7.2料位检测方法直接检测间接检测更常用即将液位信号转化为其它相关信号进行测量压力法、浮力法、电学法、热学法等7.1液位检测方法37.1.1直接测量法连通器原理观察管，标尺优点：简单，成本低，安全缺点：不利于远传，读数误差7.1液位检测方法4玻璃管液位计压力表式液位计法兰式液位变送器吹气式液位计7.1.2压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。常压开口容器液位高度H与液体静压力P之间关系：7.1液位检测方法5差压法7.1液位检测方法6出差压

2、式液位计测量原理7.1.3浮力法基本原理：力平衡原理。借助浮子浮子式液位计液位高度变化浮子位置变化液位变化浮子式液位计按浮子形状不同可分为：浮子式、浮筒式等按机构不同可分为：钢带式、杠杆式等7.1液位检测方法71、钢带浮子式液位计7.1液位检测方法8直读式钢带浮子式液位计灵敏度：7.1液位检测方法9采用光电编码器进行位移测量2、浮筒式液位计液位变化浮筒浸没体积变化浮力变化7.1液位检测方法10浮筒式液位计液位高度变化与弹簧变形量成正比7.1.4电学法按工作原理可分为电阻式、电感式和电容式。电学法测量无摩

3、擦件和可动部件，信号转换、传送方便，便于远传，工作可靠，且输出可转换为统一的电信号。与电动单元组合仪表配合使用，可方便地实现液位的自动检测和自动控制。7.1液位检测方法111、电阻式液位计基本原理：液位变化电极间电阻变化定点液位控制；液位连续测量；7.1液位检测方法127.1液位检测方法13连续测量的电阻式液位计hH两根电极是材料、截面积相同且具有大电阻率的电阻棒，两端固定并与容器绝缘。整个传感器电阻为：电阻棒表面生锈，极化，液体腐蚀会影响测量精度2、电感式液位计基本原理：液位变化线圈电感变化感应电流变化定

4、点液位控制；液位连续测量；7.1液位检测方法14电感式液位控制器1、3-上下限线圈；2-导磁性浮子浮子和介质接触，不适宜测量容易结垢，腐蚀性强的液体3、电容式液位计基本原理：液位高低变化电容器电容量变化结构形式：平极板式、同心圆柱式等适用范围广泛：对介质本身性质的要求不象其它方法那样严格；测量有倾斜晃动及高速运动的容器的液位定点液位控制；液位连续测量；7.1液位检测方法15（1）检测原理7.1液位检测方法16同心圆柱式电容器液位变化介电常数变化电容量变化。（2）单电极电容液位计用来测量导电介质的。7.1液位

5、检测方法17单电极电容液位计当容器内有液体时有液体部分由内电极与导电液体组成电容器，绝缘体作介电层。无液体部分内电极与容器壁组成电容器，绝缘体和空气作介电层：7.1液位检测方法18单电极电容液位计当容器内没有液体时7.1液位检测方法19单电极电容液位计液体为H时，电容变化量灵敏度：（3）同轴双层电极电容式液位计7.1液位检测方法20同轴双层电极电容式液位计用于测量非导电介质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。当容器内有液体时有液体部分由液体和绝缘体作介电层。无液体部

6、分由绝缘体和空气作介电层。7.1液位检测方法21同轴双层电极电容式液位计7.1液位检测方法22特殊安装形式：大直径容器或介电系数较小的介质，为增大测量灵敏度，使用单电极靠近容器壁安装，与容器壁构成电容器的两极；大型容器或非导电容器内装非导电介质，可用两根不同轴的圆筒电极平行安装构成电容；极低温度下的液态气体，被测介质介电常数接近空气介电常数，一个电容灵敏度太低。可取同轴多层电极结构，把奇数层和偶数层的圆筒分别连接在一起成为两组电极，相当于多个电容并联。7.1.5热学法在冶金行业中常遇到高温熔融金属液位的测量。利用

7、高温熔融液体本身的特性，即在空气和高温液体的分界面处温度场出现突变的特点，用测量温度的方法间接获得高温金属熔液液位。按温度测量转换原理的不同，分为：热电法热磁感应法7.1液位检测方法231、热电法采用热电偶测量温度场7.1液位检测方法24热电偶测量高温金属熔液液位温度-电势分布图热电偶测液位是一个较为粗略的测量方法，精度一般不高；而且精度与热电偶分布、安装情况有关；液位连续测量；虽然精度不高，但很可靠；在某些应用场合中，仍是一种很适用的方法。7.1液位检测方法25热电偶测量高温金属熔液液位2、热磁感应法也称热磁敏

8、法，类似热电法，在容器外壁上焊上一系列热敏磁性材料，对应每个磁性元件安装一个测量线圈并通以交流电；金属熔液液面处温度场出现变化转换为电抗（电感）大小的变化。7.1液位检测方法267.1.6超声波法全反射条件：①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上；②入射角等于或大于临界角。利用波在介质中的传播特性：超声波在由气体传播到液体或固体中，或者由固体、液体传播到空气中时，由于介质