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1、第五章物位检测仪表5.1浮力式液位计5.2差压式液位计5.3电容式物位计5.4电导物位传感器5.8核辐射物位检测1.定义:液位、料位、液体的分界面称为物位。2.物位测量的目的(1).对物位测量的绝对值要求非常准确,借以确定容器或储存库中的原料、辅料、半成品或成品的数量。(2).对物位测量的相对值要求非常准确,要能迅速正确反映某一特定水准面上的物料相对变化,用以连续控制生产工艺过程,即利用物位仪表进行监视和控制。3.物位检测仪表的分类(按工作原理)(1).直读式物位仪表:利用连通器原理,通过与被测容
2、器相连的玻璃管来直接显示液位高度。玻璃管(玻璃板)液位计等。(2).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。有压力式和差压式物位仪表。第五章物位检测仪表(3).浮力式物位仪表:利用浮子高度随液位变化而变化的原理而工作。(4).电磁式物位仪表:使物位的变化转换为一些电量的变化,通过测电量的变化来测知物位。分为电阻式(电极式)、电容式和电感式。(5).核辐射式物位仪表:利用核辐射透过物料时,其强度随物质层的厚度而变化的原理而工作。(6).声波式物位仪表:由于物位的变化引起声阻抗
3、的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同的原理而工作。(7).光学式物位仪表:利用物位对光波的遮断和反射原理而工作。3.物位检测仪表的分类(按工作原理)1-浮子；2-磁铁；3-铁心；4-导轮；5-非导磁管；6-浮球；7-连杆；8-转动轴；9-重锤；10-杠杆(a)浮子式(敞口容器)(b)浮子式(密闭容器)(c)浮球式5.1浮力式液位计工作原理:是基于物体在液体中受浮力作用的原理。浮子漂浮在液面上或半浸在液体中随液面上下波动而升降,浮子所在处就是液体的液位。5.1.1浮子式液位计是一种维持力不变的即恒
4、浮力式液位计。在液体中放一个浮子(浮标),可随液面变化而自由浮动。结构5.1.1浮子式液位计WFGW-F=G工作原理把滑轮的转角和绳索的位移,经机械传动后转化为电阻(电感)等变化,可进行液位的远传、指示记录液位值。浮球式液位计适用:对温度(压力)不太高,但粘度较大的液体的液位测量。随着液位的升降,浮球随着液位变化绕转动轴旋转,达到新的平衡为止,其关系式为GWFl1l2浮子式液位计5.1.3浮筒式液位计浮子改成浮筒,将它半浸于液体之中,当液面变化时,浮筒被液体浸没的体积随着变化而受到不同的浮力,通过
5、测量浮力的变化可以测量液位。1-浮筒，2-杠杆，3-扭力管，4-芯轴，5-推杆，6-霍尔位移转换器浮筒式液位计5.2差压式液位计测量敞口容器和密封容器的液位。工作原理:利用容器内液体产生的静压力与液位高度成正比的原理。使用注意事项:习惯上应使变送器输出信号与液位相对应[如液位范围0-H,则差压变送器输出的Imin(4mA)正好对应0液位,而Imax(20mA)对应H],使用时可能需对差压变送器进行零点迁移。对于DDZ-Ⅲ型差压变送器,输出信号为4~20mA。+QoQi·pAp0p0hp+p--(1
6、)无迁移5.2.1敞口容器的液位检测p+=p0+ρgh,p-=p0Δp=p+-p-=ρgh在无迁移时:h=0→Δp=0→I0=4mA(差压变送器的输出)→起始点为零。h=H→Δp=Δpmax→I0=20mA。p1=p0+ρg(h1+h2+h),p2=p0Δp=p1-p2=ρg(h1+h2)+ρgh=Z0+ρgh当h=0时,Δp=Z0>0,变送器输出I0>4mA；当h=H时,Δp=Z0+ρgH,变送器输出I0>20mA。(2).正迁移因取压点与差压变送器安装不在同一高度,引起的附加压差Z0,使液位起
7、始值不为零。超出正常输出范围(4-20mA)。为了抵消Z0的影响,在变送器上增加零点迁移弹簧。5.2.1敞口容器的液位检测测液位时,当h=0时,Δp=Z0≠0,称为零点迁移。当Z0>0时,为正迁移,当Z0<0时,为负迁移。Z0称为零点迁移量。(3)零点迁移的实质如图曲线a为无迁移。曲线b为负迁移。曲线c为正迁移。通过零点迁移弹簧来实现的。零点迁移的实质:改变差压变送器的测量差压(即液位)范围而其输出信号的范围不变,量程不变。5.2.1敞口容器的液位检测隔离液密度ρ2>ρ1(被测介质)(1)负迁移p
8、1=ρ1g(h2+h1+H)+pap2=ρ2gh3+paΔp=p1-p2=ρ1gH-[ρ2gh3-(h2+h1)ρ1g]=ρ1gH-Z05.2.2密闭容器的液位检测H=0时,Δp=Z0<0,变送器输出I0<4mA。H=Hmax时,Δp=ρ1gh-Z0,I0<20mA。超出正常信号输出范围(4-20mA)。调节仪表上的迁移弹簧,可抵消Z0的影响。组成:由法兰式测量头(金属膜盒).毛细管和变送器组成。分类:单法兰式和双法兰式。(2)用法兰式差压变送器测量液位方法:在膜盒、毛细管和测量室
