物位检测仪表.ppt

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1、3.5物位测量仪表物位检测是对设备和容器中物料储量的度量手段。为生产过程的正常运行提供重要依据。物位检测的应用目的：确定容器（设备）中介质的储存量，保证生产过程物料供应和平衡；检测工艺设备中介质物位，为工业控制提供必要的依据数据，保证生产过程的正常运行；检测料罐储量，为经济核算提供必要的数据；检测储罐物位，保证设备安全。3.5.1物位的定义物位指设备和容器中液体或固体物料的表面位置。关于物位的相关定义。液位：描述设备和容器中液体介质表面的高低。料位：描述设备和容器中所储存的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高度

2、。界位：描述界面位置。一般指容器中液一液、液一固相界面的位置。3.5.2检测原理及物位检测仪表的分类1）检测原理：①基于力学原理敏感元件所受到的力(压力)的大小与物位成比例。例：静压式、浮力式和重锤式物位检测等；②基于相对变化原理当物位变化时，物位与容器底部或顶部的距离发生改变，通过测量距离的相对变化可获得物位的信息。例如：声学法、微波法和光学法等；③基于某强度性物理量随物位的变化而增减的原理例如对射线的吸收强度，电容器的电容量等。2）物位仪表分类①按测量方式分类连续测量：能持续测量物位的变化，实时反映物位状

3、态。定点测量：只监测物位是否达到上限、下限或某个特定位置，定点测量仪表一般称为物位开关。②按工作原理分类直读式静压式浮力式机械式电气式a.直读式物位检测仪表采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中物位的高度。代表仪表：玻璃管（板）式液位计主要用于液位检测和压力较低的场合液位就地指示。b.静压式物位检测仪表基于流体静力学原理，通过检测容器内流体的静压力确定容器内液位。代表仪表：压力式、吹气式差压式液位计一般适用于液位的检测。c.浮力式物位检测利用漂浮于液面上的浮子，或者部分浸没于液体中的物质受到的浮力随液位而

4、变化来检测液位。前者称为恒浮力法，后者称变浮力法，代表仪表：浮子式液位计、浮筒式液位计应用于液位检测。d.机械接触式物位检测通过测量物位探头与物料面接触时的机械力实现物位的测量。代表仪表：重锤式旋翼式音叉式主要应用于固体料位检测e.电气式物位检测通过检测置于被测介质中的物位敏感元件随物位变化时电量变化检测物位。代表仪表：电容式物位计可用于液位检测，界面测量或料位检测。f.声学式物位检测利用声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测物位。代表仪表：超声波物位计可用于液位检测，界面测量或料位检测g.

5、射线式物位检测通过检测放射性同位素所放出的射线穿过被测介质时被吸收的程度检测物位。代表仪表：射线式物位计可应用于物位（液位、料位）的非接触式检测。其他物位检测方法：光学法、微波法、磁致伸缩式物位检测3.5.3静压式物位检测1）检测原理将物位变化转换为静压变化A：实际液面，B：零液位，H：液柱高度，pA、pB：A点、B点的静压。若被测对象为敞口容器，则pA为大气压p0，上式变为根据流体静力学原理，A、B两点的压力差为△p：B点压力与大气压的差值（B点的表压力）2）实现方法①主要应用仪表：压力变送器、差压变送器②

6、测量方法：a.敞口容器：直接用压力检测仪表检测液位。描述式：注意事项：液体密度应为定值，否则会引起误差。压力仪表应与零液位点在同一水平面。若压力仪表与取压点(零液位)不在同一水平位置，应对其位置高度差而引起的固定压力进行修正。b.密闭容器：特点：容器下部的液体压力与液位高度及液面以上介质压力有关。考虑A、B两点间压力差结论：密闭容器场合，可以用测量差压的方法来测量液位。静压法液位测量注意事项：被测介质含有结晶颗粒，或具有腐蚀性以及粘度大、易凝固特性时，应注意引压导管易被腐蚀或堵塞。预防措施：应用法兰式压力(差

7、压)变送器。特点：敏感元件为金属膜盒，膜盒直接与被测介质接触，经毛细管与变送器的测量室相通；毛细管内充以硅油，作为传压介质；3）变送器量程迁移问题的提出：举例：表现：由于安装和介质特性引入了附加静压，零液位时变送器感受非零输入，仪表输出非零。量程迁移作用：使变送器在只受附加静压(静压差)作用时输出为“零”ρ2ρ1量程迁移的种类无迁移：无附加静压差正迁移：附加静压力作用于变送器的正压室（零液位时正压室受压大于负压室）。负迁移：附加静压力作用于变送器的负压室（零液位时负压室受压大于正压室）。①无迁移分析：输出表现

8、：液位零点变送器无附加静压差信号，输出零液位信号示意图：信号分析：正压室信号：p+=p0+Hρg负压室信号：p-=p0差压信号：输出特点：H=0；△p=0输出零液位信号H=Hmax：△p=Hmaxρg输出上限液位信号无需量程迁移。气体△p=p+-p-=Hρg②负迁移示意图：压力分析正压室信号：附加静压力特性：零液位时变送器正、负压室不平衡。负压室信号：差压信号：迁移方向：负迁移迁移量：B量程负迁移曲