过程测量仪表4物位

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1、§3-5物位测量仪表物位检测方法2概述31静压式液位计磁浮子式液位计电容式物位计其他物位测量仪表331物位的定义：“物位”一词统指设备和容器中液体或固体物料的表面位置。物位是液位、料位、界位的总称。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。容器中两种互不相溶的液体，因其重度不同而形成分界面，为液-液相界面；容器中互不相溶的液体和固体之间的分界面，为液-固相界面。液-液、液-固相界面的位置简称界位。对物位进行测量、指示的仪表，称物位检测仪表。一、概述2一、概述物位检测仪表的分类：由于被测对象种类繁多，检测的条件和环境

2、也有很大差别，所以物位检测的方法有多种多样，以满足不同生产过程的测量要求。按测量方式分类：可分为连续测量和定点测量两大类。1、连续测量方式能持续测量物位的变化。2、定点测量方式则只检测物位是否达到上限、下限或某个特定位置，定点测量仪表一般称为物位开关。按工作原理分类：物位检测仪表有直读式、浮力式、静压式、电磁式、声波式、辐射式等。3直读式物位检测仪表采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中物位的高度。方法可靠、准确，但是只能就地指示。主要用于液位检测和压力较低的场合。静压式物位检测仪表基于流体静力学原理，适用于液位检测。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，当被测介质密度不变

3、时，通过测量参考点的压力可测知液位。这类仪表有压力式、吹气式和差压式等型式。一、概述4浮力式物位检测仪表其工作原理基于阿基米德定律，适用于液位检测。漂浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液面变动时其浮力会产生相应的变化，从而可以检测液位。这类仪表有各种浮子式液位计、浮筒式液位计等。电磁式物位仪表是将物位变化转换为电量的变化，并通过对电量变化的测量间接测知物位。一、概述5声波式物位仪表:基于声学回声原理，通过测量超声波由发射到返回的时间推算物位的高度。辐射式物位仪表:利用伽玛射线穿过介质时，其辐射强度随介质的厚度而衰减的原理测量物位。一、概述6将压力计与容器底部相连，根据流体静力学原理，所

4、测压力与液位的关系为：p=ρgHp—容器内取压平面上由液柱产生的静压力ρ—容器内被测介质的密度g—重力加速度H—从取压平面到液面的高度二、物位检测方法2.1静压式液位计1．工作原理：静压式液位计是根据液体在容器内的液位与液柱高度产生的静压力成正比的原理进行工作的。7在测量受压密闭容器中的液位时，由于介质上方的压力影响会产生附加静压力，所以采用差压法测液位。测量受压密闭容器中的液位8差压变送器的高压侧与容器底部的取压管相连，低压侧与液面上方容器的顶部相连。如果容器上部空间为干燥的气体，则此时差压变送器高，低压侧所感受的压力分别为：9差压变送器所受的压差因此，可以根据差压变送器测得的差压按下式计

5、算出液位的高度10静压式液位计特点：利用静压原理测液位，就是把液位测量分别转化为压力或差压测量。各种压力和差压测量仪表，只要量程合适，都可用来测量液位，分别叫压力式液位计和差压式液位计。11（1）差压变送器的高压室取压口正好与起始液面（H=0）在同一水平面上；（2）差压变送器低压室的导压管中没有任何气体的冷凝液存在；（3）被测介质的密度保持不变。*2．零点迁移问题由差压式液位计的测量原理可知，液柱的静压差△P与液位高度H满足式的条件是：12在这种情况下，差压变送器处于理想条件下的无迁移工作状态。假定采用输出为4mA～20mA的DDZ-Ⅲ差压变送器，对应关系如图：当H＝0时，变送器输入压差△p

6、＝0，输出电流为4mA；当液位到上限，变送器输入压差△p=Hmaxρg，输出电流20mA。13在实际应用中存在的问题：差压变送器的安装位置不能与最低液位处于同一水平面上；导压管路中有隔离液。14a图，差压变送器高低压室所受压力分别为：高低压室所受的压差为：当H=0时，△p=hρg，此时的变送器输出必然大于4mA。15零点迁移功能为使变送器输出与被测液位仍保持无迁移对应关系，必须应用差压变送器的零点迁移功能来抵消静压影响。*正迁移：变送器的起始输入点由零点变为一个正值，因此称为正迁移。正迁移特性曲线16高低压室所感受的压差为与无迁移情况相比较，总的差压减少了(h2-h1)ρ2g，当H=Hmax

7、时，变送器的输出达不到20mA。若被测液体的密度为ρ1，隔离液的密度为ρ2，且ρ1>ρ2，则变送器高低压室的压力分别为：*负迁移：在工程中还经常遇到负迁移的情况，如b图所示。17*负迁移：为了使变送器输出与被测液位之间仍然保持无迁移情况的对应关系。就必须借助差压变送器的零点迁移功能来抵消这静压力的影响。18负迁移特性曲线*负迁移：变送器的起始输入点由零点变为一个负值，这种情况就是负迁移。19例题：如图所示为一