《物位检测仪表》课件

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1、第四章物位检测仪表物位，料位、液位和分界面的统称。通过对物位的测量，不但可确定容器内贮料的数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算，亦可保证生产过程在安全和合理状态下顺利进行。由于被测物料的性质千差万别，物位测量方法很多，本章主要介绍工厂中常用的物位检测仪表的原理与应用。第一节浮力式液位计第二节差压式液位计第三节电容式物位计第四节电导物位传感器第五节音叉物位计第六节微波物位计第七节核辐射物位检测第八节磁致伸缩液位计第九节超声波液位计第一节浮力式液位计浮力式液位计是基于物体在液体中受浮力作用的原理工作的。浮子漂浮在液面上或半浸在液体中随液面上下波动而升降，浮子所在处就是液体的液位。前者是浮子法，

2、后者是浮力法，是应用最广的液位计。一、浮子式液位计浮子式液位计是一种维持力不变的即恒浮力式液位计。它是在液体中放置一个浮子，也称浮标，可随液面变化而自由浮动。浮子随液面的升降，通过绳索和滑轮带动指针，便指示出液位数值。如果把滑轮的转角和绳索的位移，经过机械传动后转化为电阻或电感等变化，就可以进行液位的远传、指示记录液位值。浮力式液位计1-浮子；2-磁铁；3-铁心；4-导轮；5-非导磁管；6-浮球；7-连杆；8-转动轴；9-重锤；10-杠杆(a)浮子式(敞口容器)(b)浮子式(密闭容器)(c)浮球式二、磁翻转浮标液位计为克服玻璃管浮标液位计易碎问题，在浮标上设置永久磁铁，安装在非导磁不锈钢导筒内

3、，它随导筒内的液位升降，借助于磁耦合作用，使导管外翻转箱内的红白相间的翻板或翻球依次翻转。有液体的位置红色朝外，无液体的位置白色朝外，因此红色就是液位所在，液位高度由标尺显示。三、浮筒式液位计浮子改成浮筒，将它半浸于液体之中，当液面变化时，浮筒被液体浸没的体积随着变化而受到不同的浮力，通过测量浮力的变化可以测量液位。1-浮筒，2-杠杆，3-扭力管，4-芯轴，5-推杆，6-霍尔位移转换器第二节差压式液位计测量原理：利用容器内液位变化时，由液柱高度产生的静压也相应变化的原理工作的，用差压计测得的差压与液位高度成正比，常用来测量敞口容器和密封容器的液位。使用注意事项：习惯上应使变送器输出信号与液位相

4、对应(如液位范围0-H，则差变输出的Imin正好对应0液位，而Imax对应H)，使用时可能需对差压变送器进行零点迁移。一、敞口容器的液位检测如图所示，差压变送器两端差压ΔP为：ΔP=(h+h1+h2)ρg=hρg+Z0(Z0>0)显然可由差压信号得到液位。但为使变送器输出信号(这里是4-20mA)正好对应液位(0-H)，要进行零点正迁移()。压阻式固态压力传感器光柱显示器橡胶背压管特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。分为零点正迁移（Z0>0）、零点负迁移（Z0<0）两种类型。其实质是改变上下限，而不改变量程的大小。a无迁移b负迁移c正迁移二、密闭容器的液位检测测量密闭容器中的液泣，差压变

5、压器的正压室仍与容器的下部取压点相连，低压室则与容器的密闭空间相连通。(a)差压变送器的安装；(b)零点负迁移示意图三、特殊介质液体液位测量某些特殊液体，如腐蚀性、含固体颗粒、易结晶、易沉淀或粘度大等液体的液位测量，不能采用普通差压变送器而只能采用法兰式差压变送器【因为容易造成堵塞或差变损坏】。法兰测头是一不锈钢膜盒，膜盒内充以硅油，用毛细管引到差压变送器的测量室。法兰式差变测量液位1-平法兰接头，2-毛细管，3-差变，4-插入法兰接头第三节电容式物位计一、检测原理圆筒形电容器的电容量C为：C=2πεL/ln(D/d)=kL可见当将电容传感器插入被测介质中，电极浸入介质中的深度随物位高低而变化

6、，电极间介质的升降，必然改变两极板间的电容量，从而可以测出物位。圆筒形电容器1-内电极；2-外电极二、电容物位传感器(一)导电液体电容传感器水、酸、碱、盐及各种水溶液等导电液体电容液位传感器一般用直径为d的不锈钢或紫铜棒做电极，外套聚四氟乙烯塑料绝缘管或涂以搪瓷绝缘，如图。电容传感器插在直径为D0容器内的液体中，通过检测传感器电容变化量即可知液位的高低。导电液体液位测量1-内电极；2-绝缘套管；3-容器由图可知当液位由零变化到H时，电容传感器的电容变化量CX为式中，ε为绝缘套管或陶瓷涂层的介电系数；ε0’为绝缘套管和空气共同组成电容的等效介电系数；S为传感器灵敏度系数。(二)非导体液体电容传感

7、器非导电液体，不要求电极表面绝缘，可以用裸电极作内电极，外套以开有液体流通孔的金属外电极，通过绝缘环装配成电容传感器。1-内电极；2-外电极；3-绝缘环(三)粉粒状物料电容传感器在测量粉粒状非导电介质如矿石、合金、石灰、干燥水泥、粮食等的料位，是长期困扰的难题，至今还没有一个准确可靠的测量方法。电容式料位计原理a)金属料仓；(b)水泥料仓1-内电极;2-金属容器壁电极;3-钢丝绳内电极;4-钢筋;