厉玉鸣《化工仪表及自动化》课件第四章 物位检测.ppt

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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基本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高低（界位）的仪表叫界面计。上述三种仪表统称为物位计。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。一般用来监视、报警、输出控制信号。第一节物位检

2、测的意义及主要类型2几个概念液位料位液位计料位计界面计测量物位的两个目的按其工作原理分为直读式物位仪表差压式物位仪表浮力式物位仪表电磁式物位仪表核辐射式物位仪表声波式物位仪表光学式物位仪表第二节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3一、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。结论4(1)取压点与液位零面在同一水平面设被测介质的

3、密度为ρ，容器顶部为气相介质，气相压力为pA，pB是液位零面的压力，p1是取压口的压力，根据静力学原理可得差压传感器测量液位原理图因此，差压变送器正负压室的压力差为液位测量问题就转化为差压测量问题了。但是，当液位零面与检测仪表的取压口不在同一水平高度时，会产生附加的静压误差。就需要进行量程迁移和零点迁移。(2)取压口低于容器底部如图所示，当差压变送器的取压口低于容器底部的时候，差压变送器上测得的差压为为了使液位的满量程和起始值仍能与差压变送器的输出上限和下限相对应，就必须克服固定差压ρgh0的影响，采用零点迁移就可实现。液位测量的正迁移在无迁移情况下，实际测量范围是0～（h0ρ

4、g+hmaxρg），原因是这种安装方法时ΔP多出一项h0ρg。当h=0时，ΔP=h0ρg，因此P0＞20KPa。为了迁移掉h0ρg，即在h=0时仍然使P0=20KPa，可以调整仪表的迁移弹簧张力。由于h0ρg作用在正压室上，称之为正迁移量。迁移弹簧张力抵消了h0ρg在正压室内产生的力，达到正迁移的目的。由于ρgh0〉0，所以称为正迁移。量程迁移后，测量范围为0～hmaxρg，再通过零点迁移，使差压式液位计的测量范围调整为h0ρg～（h0ρg+hmaxρg）。(3)介质有腐蚀性时当被测介质有腐蚀性时，差压变送器的正、负压室之间就需要装隔离罐，如果隔离液的密度为ρ1(ρ1>ρ)，则

5、液位测量的负迁移对比无迁移情况，ΔP多了一项压力-（h1-h0）ρ1g，它作用在负压室上，称之为负迁移量。当h=0时，ΔP=-(h1-h0)ρ1g，因此P0<20KPa。为了迁移掉-(h1-h0)ρ1g的影响，可以调整负迁移弹簧的张力来进行负迁移以抵消掉-(h1-h0)ρ1g在负压室内产生的力，以达到负迁移的目的。迁移调整后，差压式液位计的测量范围调整为-(h1-h0)ρ1g～[hmaxρg-(h1-h0)ρ1g]所以称为负迁移。(4)测量分界面利用差压式液位计还可以测量液体的分界面，如下图所示。液位计正、负压室受力情况如下：P1=h0ρ2g+（h1+h2）ρ1gP2=（h2+

6、h1+h0）ρ1gΔP=P1–P2=h0g（ρ2-ρ1）由于（ρ2-ρ1）是已知的，所以压差ΔP与分界面高度h0成一一对应关系。界面测量第二节差压式液位计5二、零点迁移问题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正负迁移示意图图4-4正迁移示意图举例某差压变送器的测量范围为0～5000Pa，当压差由0变化到5000Pa时，变送器的输出将由4mA变化到20mA，这是无迁移的情况，如左图

7、中曲线a所示。负迁移如曲线b所示，正迁移如曲线c所示。7一般型号后面加“A”的为正迁移；加“B”的为负迁移。第二节差压式液位计三、用法兰式差压变送器测量液位单法兰式双法兰式法兰式差压变送器按其结构形式8为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题，应使用法兰式差压变送器，如下图所示。图4-5法兰式差压变送器测量液位示意图1—法兰式测量头；2—毛细管；3—变送器第二节差压式液位计图4-6单法兰插入式差压变送器1—挡板；2—喷嘴；3—弹簧；4—反