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时间:2019-05-07
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1、热工过程自动调节第三章检测仪表与传感器第四节物位检测及仪表一、概论3几个概念液位料位液位计界位计测量物位的两个目的按其工作原理分为直读式物位仪表差压式物位仪表浮力式物位仪表电磁式物位仪表核辐射式物位仪表声波式物位仪表光学式物位仪表第四节物位检测及仪表二、差压式液位变送器41.工作原理图3-39差压液位变送器原理图图3-40压力表式液位计第四节物位检测及仪表将差压变送器的一端接液相,另一端接气相因此当被测容器是敞口的,气相压力为大气压时,只需将差压变送器的负压室通大气即可。若不需要远传信号,也可以在容器底部安装
2、压力表,如图3-40所示。5第四节物位检测及仪表2.用法兰式差压变送器测量液位图3-44法兰式差压变送器测量液位示意图1—法兰式测量头;2—毛细管;3—变送器单法兰式双法兰式法兰式差压变送器按其结构形式9为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题,应使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器,如下图所示。第四节物位检测及仪表三、电容式物位传感器1.测量原理图3-45电容器的组成1—内电极;2—外电极两圆筒间的电容量C当D和d一定时,电容量C的大小与极板的
3、长度L和介质的介电常数ε的乘积成比例。10通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。第四节物位检测及仪表2.液位的检测3-46非导电介质的液位测量1—内电极;2—外电极;3—绝缘套;4—流通小孔当液位为零时,仪表调整零点,其零点的电容为对非导电介质液位测量的电容式液位传感器原理如下图所示。当液位上升为H时,电容量变为电容量的变化为11第四节物位检测及仪表电容量的变化与液位高度H成正比。该法是利用被测介质的介电系数ε与空气介电系数ε0不等的原理进行工作,(ε-ε0)值越大,仪表越灵敏。电
4、容器两极间的距离越小,仪表越灵敏。结论12第四节物位检测及仪表3.料位的检测用电容法可以测量固体块状颗粒体及粉料的料位。由于固体间磨损较大,容易“滞留”,可用电极棒及容器壁组成电容器的两极来测量非导电固体料位。1—金属电极棒;2—容器壁左图所示为用金属电极棒插入容器来测量料位的示意图。电容量变化与料位升降的关系为13图3-47料位检测第四节物位检测及仪表优点电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。缺点需借助较复杂的电子线路。应注意介质浓度、温度变化时,其介电系数也要发生变化这种情况。14第四节物位检测及仪表四
5、、核辐射物位计射线的透射强度随着通过介质层厚度的增加而减弱,具体关系见式(3-63)。(3-63)图3-48核辐射物位计示意图1—辐射源;2—接受器特点适用于高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质的物位测量,还可以测量高温融熔金属的液位。可在高温、烟雾等环境下工作。但由于放射线对人体有害,使用范围受到一些限制。15第四节物位检测及仪表五、称重式液罐计量仪该计量仪既能将液位测得很准,又能反映出罐中真实的质量储量。称重仪根据天平原理设计。杠杆平衡时由于(3-64)代入(3-64)(
6、3-65)如果液罐是均匀截面(3-66)(3-67)16第四节物位检测及仪表图3-49称重式液罐计量仪1—下波纹管;2—上波纹管;3—液相引压管;4—气相引压管;5—砝码;6—丝杠;7—可逆电机;8—编码盘;9—发讯器式中如果液罐的横截面积A为常数,得将式(3-67)代入式(3-65),得(3-68)17第五节温度检测及仪表一、温度检测方法温度不能直接测量,只能借助于冷热不同物体之间的热交换,以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。分类按测量范围按用途高温计、温度计标准仪表、实用仪表按
7、工作原理膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计按测量方式接触式与非接触式18第五节温度检测及仪表测温方式温度计种类测温范围/℃优点缺点接触式测温仪表膨胀式玻璃液体-50~600结构简单,使用方便,测量准确,价格低廉测量上限和精度受玻璃质量的限制,易碎,不能记录远传双金属-80~600结构紧凑,牢固可靠精度低,量程和使用范围有限压力式液体气体蒸汽-30~600-20~3500~250结构简单,耐震,防爆能记录、报警,价格低廉精度低,测温距离短,滞后大热电偶铂铑-铂镍铬-镍硅镍铬-考铜
8、0~1600-50~1000-50~600测温范围广,精度高,便于远距离、多点、集中测量和自动控制需冷端温度补偿,在低温段测量精度较低热电阻铂铜-200~600-50~150测量精度高,便于远距离、多点、集中测量和自动控制不能测高温,需注意环境温度的影响非接触式测温仪表辐射式辐射式光学式比色式400~2000700~3200900~1700测温时,不破坏被测温度场低温段测量不准,环境条件会影响测温准
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