自动检测技术--物位测量(及课后答案)

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1、7物位测量超声波物位测量7.4浮力式液位测量7.1静压式液位测量7.2电容式液位测量7.3主要内容：雷达物位测量7.5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。一、概述物位：指存放在容器或工业设备中物质的高度或位置。物位测量的目的：正确地测量容器或设备中储藏物质的容

2、量或质量。物位测量的意义：计量物料消耗和产量，保证连续生产和设备安全的重要参数。按其工作原理分为直读式物位仪表：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。光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作。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

3、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。玻璃管液位计原理：根据连通器原理，从玻璃管或玻璃板上的刻度读出液位的高度。优点：结构简单；读数直观，精确可靠；维修方便，价格低廉。缺点：只能就地指示，信号不能远传。直读式物位仪表7.1浮力式液位测量7.1.1测量原理（1）恒浮力法液位测量液位上升时，浮子被浸没的体积增加，浮力F增加，浮子向上运动，直到重新满足平衡关系为止，浮子停留在新的液位高度上。其实质是将液位的变化转换为机械位移的变化。分析：1.被测介质温度或成分的变化会引起介质密度

4、的变化，从而使△h发生变化，引起测量误差。2.只有△F大到能够使浮子动作时，才能反应出液位的变化，产生仪表的不灵敏区。增加浮子直径D可减小仪表不灵敏区，提高测量精度。不灵敏区小，抗波浪性差抗波浪性好，但精度差，不灵敏区较大抗波浪性较好，不灵敏区较小，易加工，使用广泛(2)变浮力法液位检测初态：末态：c—弹簧刚度；x—弹簧压缩位移变浮力法测量液位原理：将液位的变化转变为力的变化，然后再将力的变化转变为机械位移初态：末态：上两式相减：浮筒产生的位移与液位变化成比例原理：根据液位变化时，漂浮在液体表面的浮子随之同步移动

5、的原理而工作。7.1.2恒浮力式液位计（1）磁浮子式液位计（浮球式液位计）测量要求：1.用于温度、粘度较高而压力不太高的密闭容器；2.仅适合窄范围液位的测量使用要求：1.要避免浮球脱离，保证浮球，链杆与转动轴之间的连接切实可靠；2.浮球表面有附着物时，要重新调整零位，一经调好，平衡重物便不能在随意移动。磁浮子舌簧管液位变送器舌簧管1.下端封闭的不锈钢管2.条形绝缘板3.舌簧管4.电阻5.佛珠形浮子6.环形永磁铁氧体基于浮力和静磁场原理：浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，使串连入电路的元件（如定值电阻）的数量发

6、生变化，进而使仪表电路系统的电学量发生改变。磁浮子舌簧管液位变送器基于浮力和静磁场原理结构原理：根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实现液位的指示。特点：1、测量范围大，不受贮槽高度限制。2、结构简单，安装方便，维护费用低。3、耐腐蚀、无需电源、防爆。4、适合容器内液

7、体介质的液位、界位的测量。除现场指示，还可配远传变送器、报警开关、控制开关，检测功能齐全。（2）磁翻板液位计7.1.3变浮力式液位计扭力管式浮筒液位计作为液位检测元件的浮筒垂直地悬挂在杠杆的一端，杠杆的另一端与扭力管芯轴的一端垂直地固结在一起，并由固定在外壳上的支点所支撑。扭力管的另一端通过法兰固定在仪表外壳上。芯轴的另一端为自由端，用来输出角位移。扭力管液位计当液位低于浮筒时，浮筒的全部重量作用在杠杆上，因而作用在扭力管上的扭力力矩最大，扭力管带动芯轴扭转的角度最大(朝顺时针方向)，这一位置就是零液位。当液面高

8、于浮筒下端时，作用在杠杆的力为浮筒重量与其所受浮力之差。因此，随着液位升高，浮力增大而扭力矩逐渐减小，扭力管所产生的扭角也相应减小(朝逆时针方向转回一个角度)。在液位最高时，扭角最小，即转回的角度最大。这样就把液位变化转换成芯轴的角位移，再经传动及变换装置将角位移转换为电信号远传或显示、记录。优点：耐高温、耐高压，测量精度高、可靠性好、调整方便、测量范围广、经久耐用。可用