化工仪表及自动化第4章

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1、化工仪表及自动化第四章物位检测内容提要物位检测的意义及主要类型压差式液位计工作原理零点迁移问题用法兰式差压变送器测量液位其他物位计电容式物位计核辐射物位计雷达式液位计称重式液罐计量仪1物位：液位：容器中液体表面的高低；料位：容器中固体的堆积高度；界面：两种互不相溶的液体介质的分界面。测量液位的仪表叫液位计(输出标准信号---变送器)测量料位的仪表叫料位计测量分界面的仪表叫界面计物位开关：在物位检测中，有时不需要对物位进行连续测量，只需要测量物位是否达到上线、下限或某个特定的位置，这种定点测量用的仪表被称为物位开关。一般用

2、来监视、报警、输出控制信号第一节物位检测的意义及主要类型物位测量有两个目的:一是通过物位测量来确定容器中的原料，产品或半成品的数量；另一个是通过物位测量，了解物位是否在规定的范围内,对物料进行监控,保证安全生产,保证产品的质量、产量。锅炉汽包水位控制例:汽包液位过高会造成蒸汽带水影响过热器运行,影响汽水分离效果;水位过低会造成锅炉水循环的破坏,影响省煤器运行,容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。物位仪表的分类直读式物位仪表浮力式物位仪表差压式物位仪表电磁式物位仪表核辐射式物位仪表雷达式液位计声波式物位仪表光学式物位仪表1

3、、直读式物位仪表用带有刻度的透明物质（如玻璃、有机玻璃）作为容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液位的高低。2、浮力式物位仪表利用浮子高度随液面或液体界面变化而变化的原理工作。当被测液面位置变化时，浮筒浸没体积变化，所受浮力也变化，通过测量浮力变化确定出液位的变化量。浮筒式液位计3、差压式物位仪表利用物料对某定点的静压力与物料深度或堆积高度成正比的关系进行测量。液体密闭容器液体敞开容器固体称重仓4、电磁式物位仪表将物位的变化转换为电量的变化分电阻式、电感式和电容式电容式液位计电容式料位计主要用于测量不导电流体①电容

4、式物位仪表②、电极式物位仪表利用物料的导电性能测量液位。③电感式液位控制器传感器由不导磁管子、导磁性浮子及线圈组成。管子与被测容器相连通。可实现上、下液位的报警与控制。1、3-上下限线圈；2-浮子5、核辐射式物位仪表放射线通过介质时，其强度衰减与物质的吸收系数和介质层厚度有关：目前，工业上使用的放射线物位计有连续式和定点式两种。-----介质对放射线的吸收系数H-----介质层的厚度I-----穿过介质后的射线强度I0-----射线入射强度适用于高温、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

5、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。雷达式液位计是一种采用微波技术的液位检测仪表。可以用来连续测量腐蚀性液体、高黏度液体和有毒液体的液位。它没有可动部件、不接触介质、没有测量盲区,而且测量精度几乎不受被测介质的温度、压力、相对介电常数的影响,在易燃易爆等恶劣工况下仍能应用。优点6、雷达式液位计6、雷达式液位计雷达波由天线发射LH0H天线C---电磁波传播速度，300000km/s7、超声波物位仪表利用超声波，遇到相界面时，发生部分反射，部分折射入相

6、邻介质的原理，通过检测超声波从发射到反射的全过程的时间间隔可以计算出物料界面到探头的距离，从而得到物位的高低。注意事项：确保反射波能回到探头；防止物料对声波的吸收（如表面泡沫漂浮）。超声波传播距离为L，波的传播速度为C，传播时间为，则：L是与液位有关的量7、超声波物位仪表激光式液位检测仪由激光发射器、接收器及测量控制电路组成。工作方式有反射式和遮断式，在液位测量中两种方式都可使用，但一般只用作定点检测控制，不易进行连续测量。反射式激光液位检测原理图1-激光发射器；2-上液位接收器；3-下液位接收器8.光学式物位仪表第二节

7、差压式液位计将差压变送器的一端接液相，另一端接气相因此一、工作原理图4-1差压式液位计原理图第二节差压式液位计当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可以了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。若容器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相连接。以平衡气相压力pA的静压作用。第二节差压式液位计二、零点迁移问题在使用差压变送器测量液位时，一般来说实际应用中，介质有腐蚀性时,如图，正、负室压力p1、p2分别为则图4-2负迁移示意图差压式液位计测量原理。它作用在负压室

8、上，称之为负迁移量。二、零点迁移问题当H=0时△p=第二节差压式液位计迁移弹簧的作用改变变送器的零点。迁移和调零都是使变送器输出的起始值与被测量起始点相对应，只不过零点调整量通常较小，而零点迁移量则比较大。迁移同时改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。第二节差压式液位计图4-3正负迁移示