《物位的检测》PPT课件

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1、3.6物位的检测物位不仅是物料消耗量或产量计量等进行经济核算的参数，也是判断生产过程的工作状况、保证连续生产和设备安全、提高产品质量的重要过程参数，在现代大工业生产过程对物位的监测占有重要地位，对物位测量仪表的精确测量、稳定可靠、多功能、智能化的要求也越来越高。3.6.1物位的概念及检测方法(一)物位的基本概念物位是液位、料位、及相界面位置的总称。液位是液体表面位置的高度__液位计；料位是块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度的表面位置__料位计；界面位置一般指固体与液体或两种不相溶、密度不同的液体之间存在的分界面，也称界位__界位计。(二)物位的检测方法按工作原理分类，物

2、位检测方法有直读式、静压式、浮力式、电容式、回波测距（TOF）式、核辐射式、光学式等。1）直读式检测法根据连通管原理，从玻璃管或玻璃板上的刻度读出物位的高度。直读式检测法主要用于液位检测，直读式液位计结构简单、直观，但只能就地读数，不能远传。2）静压式检测法利用容器中液体或固体物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比原理，因而可用测压的方法来测量物位。3）浮力式检测法利用浮子高度随液位变化而改变或液体对浸沉于液体中的浮子(或称沉筒)的浮力随液位高度而变化的原理工作。它又可分为浮子带钢丝绳或钢带的、浮球带杠杆的和沉筒式的几种，适用于液位检测。4）电学式检测法电学法按工

3、作原理不同又可分为电阻式、电感式和电容式。工作原理是把物位的变化，变换成相应电阻、电感、电容量的变化，然后测量此量的变化从而得到物位变化的。用于液体或固体物料的液位、料位或相界面位置，可供连续测量和定点监控之用。5）回波测距（TOF）检测法利用能量波从发射探头发射到被测物料面上，再从这一表面反射回到接收探头的波的来回传播时间来测出物位的。相应的物位计有超声物位计、微波物位计（俗称雷达物位计）及激光物位计。6）核辐射检测法利用物质对核辐射的吸收，使射线强度减弱的原理来测量物位，核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度而变化。目前应用较多的是γ射线,适用于高压、高温和有毒的密封

4、容器的液位或料位测量，且不受周围电磁场、烟气和灰尘等影响。3.6.2超声波物位检测超声波物位计是基于回波测距原理设计的，根据传声介质的不同可以分为：液介式、气介式、固介式三种，一般最常用的是前两种。利用超声来测量物位技术发展已很成熟，液体、浆体、固态物料都能应用利用超声波发射探头发出超声脉冲，发射波在料位或液位表面反射形成回波，由接收探头将信号接收下来，测出超声脉冲从发射到接受所需时间，根据已知介质中的波速就能计算出探头到物位或液位表面的距离，从而确定物位的高度。超声波物位传感器原理图超声波探头采用双晶直探头,探头中两个晶片分别用于发射和接受超声波。(一)气介式超声物位计

5、原理设L为超声波换能器与被测液体容器底部距离，C为声速，t为超声波换能器发射超声波到接收到反射波的时间间隔，则可确定所测液位高度H为(二)液介式超声波液位计原理超声波探头安装于容器底部，所测液位高度H为(三)液—液超声波相界面传感器原理超声波探头安装于容器底部，A、B两种液体相界面在H处.超声波在A、B两种液体的传播速度为v1、v2，设超声波在液体A中传播并被相界面反射回来的往返时间为t1、超声波在液体A,B中传播并被液面反射回来的往返时间为t2，A、B两种液体相界面位置高度为3.6.2微波物位检测利用微波来检测物位是近年来发展最快的一种物位测量技术。因为它是雷达无线电检

6、测与测距技术衍化而来，故俗称雷达物位计。雷达波是一种特殊形式的电磁波，传播速度相当于光速，其频率为300MHz-3000GHz。超声波物位测量的测量范围可从毫米数量级到几十米以上，可进行非接触测量，不受介质粘度的影响，并与介质的介电常数、电导率、热导率等无关；适合强腐蚀、高压、有毒、高粘度液体的测量；不适宜被测液体中有气泡和悬浮物，而且液面不能有很大的波动；测量精度受声速的影响（声速受温度影响）。(一)微波物位测量基本原理雷达头发射微波探测信号，当遇到被测物料时，在物料表面产生反射，反射的微波被雷达头接收，并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微波在物料表

7、面所产生的回波，正确的回波信号识别由智能软件完成。微波物位计按使用微波的波形分类，可分为调频连续波（FMCW）、脉冲波（PULSE）两类。(1)脉冲微波物位计原理由雷达天线发射脉冲信号,测量出发射和接收雷达波的时间间隔，即可计算出物料表面与雷达天线之间的距离。(2)调频连续波式物位计原理由雷达头发射连续变化的频率信号，利用回波与信号发射的频率差正比于自雷达头到液面的距离原理.发射频率与回波频率频差为:被测距离L为:——本振频率；F——调制波频率——固态源在调制信号1/2周期内的频偏范围；——固态源初始频率；——回波频率；微波物