传感器原理及应用第16章 物位传感器

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1、目录16.1概述16.2直读式液位传感器16.3静压式液位传感器16.4浮力式液位传感器16.5电气式物位传感器16.6超声波物位传感器传感器原理及应用目录16.7核辐射物位传感器16.8机械接触式物位传感器16.9雷达物位传感器16.10磁致伸缩式液位传感器16.11物位传感器的选用传感器原理及应用16.1概述16.1.1物位的定义物位是指设备或容器中液体或固体物料的表面位置液位、料位和界面总称为物位16.1.2物位检测的意义及目的一是通过对液位或料位的检测来确定容器中的原料、产品或半成品的数量，以保证连续生产或进行经济核算；二是通过物位检测，了解物位是否在规

2、定的范围之内，这对确保产品质量和产量，实现安全、高效、正常生产具有重要意义传感器原理及应用16.1.3物位检测仪表及其分类用来检测液位的仪表称为液位检测仪表，检测固体料位的仪表称为料位检测仪表，检测分界面的仪表称为界面检测仪表，统称为物位检测仪表，也即物位计物位检测仪表按检测方式可分为连续检测仪表和定点检测仪表两大类。连续检测仪表能连续检测物位的变化；定点检测仪表则只检测物位是否达到上限、下限或某个特定位置，定点检测仪表又被称为物位开关传感器原理及应用16.1.3物位检测仪表及其分类按工作原理可分为直读式、静压式、浮力式、机械接触式、电气式、声学式、光学式及辐射

3、式等①直读式物位计它是利用连通器原理，通过与被测容器连通的玻璃管或玻璃板来直接显示容器内的液位高度②静压式物位计基于流体静力学原理，适用于液位检测传感器原理及应用②静压式物位计容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压力成比例关系，当被测介质的密度不变时，通过检测参考点的压力可知待测液位的高度。这类仪表有压力式、差压式和吹气式等③浮力式物位计漂浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，液面变化时其位置或所受浮力也会产生相应的变化，进而可检测液位这类仪表有恒浮力式的浮子式液位计和变浮力式的浮筒式液位计等。传感器原理及应用④机械接触式物位计通过测量物位探头与物料面接触时的机

4、械力实现物位的测量。这类仪表有重锤式和音叉式等。⑤电气式物位计将物位的变化转换为电量的变化，进而间接检测物位。将电气式物位敏感元件置于被测介质中，当物位变化时其电阻、电容或电感等电气参数也将随之改变，通过检测这些电量的变化可知物位高度。可用于液位检测，料位检测，界面的检测。传感器原理及应用⑥声学式物位计利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测物位的。分为气介式、液介式和固介式三种，气介式可检测液位和料位；液介式可检测液位和液-液相界面；固介式只能检测液位⑦光学式物位计利用物位对光波的遮断和反射原理来检测物位的。主要有激光式物位计，可用于液位

5、和料位检测。传感器原理及应用⑧辐射式物位计放射性同位素所放出的射线(如β射线、γ射线等)穿过被测介质(液体或固体颗粒)时，因被吸收而减弱，其衰减的程度与被测介质的厚度(物位)有关，利用这种方法可实现液位或料位的非接触式检测除此之外，物位检测仪表还有微波式、称重式、磁滞伸缩式等多种类型传感器原理及应用16.2直读式液位计12341234敞口容器的液位检测密闭容器的液位检测1-容器；2-待测液体；3-玻璃管；4-阀门通过与容器连通的玻璃管或玻璃板来直接显示容器内的液位高度。基于连通器原理而工作的传感器原理及应用16.3静压式液位计16.3.1检测原理HAB通过检测液

6、柱静压的方法来测量液位的这就把液位的检测转化为压力差或压力的检测，这样，只要选择合适的差压或压力检测仪表即可实现对液位的检测。传感器原理及应用16.3.2压力式液位计基于测压仪表所测压力与液位高度成正比而测量液位的主要用于敞口容器的液位测量16.3.2.1普通型压力计式液位计压力计零液位H测压仪表(压力表、传感器或压力变送器等)通过引压导管与容器底部零液位处相连，由测压仪表的指示或输出信号的大小便可知液位的高度。若需要信号远传，则可以采用传感器或变送器传感器原理及应用16.3.2.2法兰式压力液位计压力计零液位H法兰毛细管压力计通过法兰安装于容器底部，作为敏感元

7、件的金属感压膜盒安装在法兰中，并经毛细管与压力计（如变送器等）的测量室相连。测量粘稠、易结晶、易凝固或含有颗粒的液体液位传感器原理及应用16.3.2.3投入式液位计H大气压通气电缆投入式液位计投入式液位计实际上就是差压变送器传感器多采用压电材料通气电缆将大气压力引入到传感器它的突出优点是安装使用方便，只需将量程合适的投入式液位计从敞口容器顶部投入到液体中，并经零点调整、量程调整和电缆固定即可传感器原理及应用投入式液位计不适合含泥沙等杂质较多的液体液位测量，因为杂质可能会将导压孔堵塞，严重的还可能会使其无法正常工作。对于这类液体，可选择超声波液位计等来测量16.3

8、.2.3投入式液位计传感