检测仪表与传感器-物位

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1、第四节物位检测及仪表概述差压式物位仪表电容式物位仪表辐射式物位仪表浮力式物位仪表☆★☆☆☆一、概述几个概念：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；测量两种密度不同的液体介质分界面的仪表叫界面计。物位检测的作用：计量(V/M)、控制(H)、报警、物料平衡等。一、概述检测方法分类直读式物位仪表：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

2、，如电容式物位表。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变化的原理。声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗等的变化测知物位。光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作。…………二、差压式液位计基本工作原理：把测量液位高度转化为测量压差p差压变送器零点迁移：液位的零值和满量程能与变送器输出的上、下限值相对应无迁移负迁移迁移量：正迁移H=0ΔP＝0I0min＝4mAH=HmaxΔP＝ρgHI0max＝20mAH=0ΔP＝-ρ2g(h2-h1)I0min＝4mAH=HmaxΔP＝ρgH-ρ2g(h2-h1)I0max＝20mA例

3、当压差：05000Pa时；变送器输出：4mA20mA。曲线a已知某压差变压器测量范围0~5000Pa。4当有固定压差（h2-h1）ρ2g=2000时；则H=0,∆p=-（h2-h1）ρ2g=-2000Pa4mAH=max时，∆p=Hρ1g-（h2-h1）ρ2g=3000Pa20mA。曲线b变送器输出4mA20mA，负方向迁移2000Pa则H=0,∆p=（h2-h1）ρ2g=2000Pa4mAH=max时，∆p=Hρ1g+（h2-h1）ρ2g=7000Pa20mA。曲线b变送器输出4mA20mA，正方向迁移2000Pa例已知ρ1=1200kg/m3,

4、ρ2=950kg/m3,h1=1m，h2=5m,液位变化范围0～2.5米。解Hmaxρ1g=2.5*1200*9.8=29400Pa变送器量程可选为：50kPa当H=0时，-ρ2g（h2-h1）=-4*950*9.8=-37.24kPa变送器需要进行负迁移，迁移量为-37.24kPa结论：差压式液位变送器的安装与前面的差压变送器的安装是完全相同的。测量腐蚀性、有颗粒、粘度大等液位时，应使用在导压管人口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器（压力信号的远传装置）。求：变送器的量程和迁移量。三、电容式物位计基本工作原理当两极板之间填充介电常数为ε1的介质时，两极板间的电容量为

5、：当D和d一定时，C与L和ε1的乘积成比例。这样，将电容传感器插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随物位高低变化，必然引起其电容量的变化，从而可检测物位。dDLDdLH1eε1——中间介质的介电常数液位检测当液位为零时，其零点电容为：当电容器的几何尺寸和ε保持不变时，电容变化量与H成正比。ε1—空气的介电常数ε2—被测介质的介电常数D，d—分为外电极内径和内电极外径。当液位上升为H时，电容量为：料位检测当金属电极棒插入容器来测量料位时，它的电容量变化与料位的关系：特点和要求:电容式物位计可以用于液位的测量，也可以用于料位的测量，但要求介质的介电常数保持稳定。ε0—

6、空气的介电常数ε—物料的介电常数D，d—分为容器内径和电极外径。三、电容式物位计◆工作电源：AC220V±10%或DC24V◆显示方式：41线光柱显示◆ 测量精度：±1%F·S◆响应延时：<2～3秒◆ 工作环境温度：-40～45℃◆介质压力：压力型≤3MPa◆报警输出方式：两组继电器常开、常闭触点，对应高、低两点报警输出，分别可选物位的90%、80%、70%和30%、20%、10%，出厂时置于80%和20%处。◆ 变送输出：4～20mA变送信号三、电容式物位计四、核辐射式物位计基本工作原理核辐射线(γ)穿过一定厚度的被测介质时，射线的投射强度将随介质厚

7、度的增加而呈指数规律衰减的原理来测量物位的。辐射源接收器I0-进入物料之间的射线强度；μ-物料的吸收系数；H-物料的厚度；I-穿过介质后的射线强度。核辐射式物位计属于非接触式物位测量仪表。适用于高温、高压、强腐蚀、剧毒等条件苛刻的场合。核射线还能直接穿透钢板等介质，可用于高温熔融金属的液位测量。使用时几乎不受温度、压力、电磁场的影响。由于射线对人体有害，射线的剂量应严加控制，加强安全防护措施。特点要求五、超声波物位计基本工作原理超声波是机械波的一种，即是机械振动在介质中的一种传播过程。超声波在液体、固体中衰减很小，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是

8、利用了它的