建筑环境测试技术之6物位测量说课讲解.ppt

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1、建筑环境测试技术之6物位测量电气式压力检测－－－应变式应变片在受压时形状发生变化，电阻因而变化结构：弹性元件+应变片弹性元件：金属膜片，弹簧管等应变片：金属丝或铂之间粘接原理弹性元件产生形变，应变片随形变而电阻变化压阻式压力传感器示意图核心部件－圆形单晶扩散硅膜片布置四个扩散电阻，形成电桥结构－相对封闭两个腔分别接测量端和参考端压力差形成单晶硅膜片变形电桥失去平衡测量输出电压第六章物位测量两种物位测量要求：点式物位测量：在一个离散的预先设定的物位点上进行监测。连续式物位测量监测全量程的物位连续变化。为了达到控制目的，控制点可以设定在全量程0％到100％之间的任何一个点。油水界面

2、计　　　　　　　浮球液位计　　　　　高精度金属色带液位计物位测量方法分类主要分类静压式物位检测浮力式液位检测电气式物位检测声学式物位检测射线式物位检测第一节静压式物位检测一．静压法测量原理h所以测得表压力p即可求得液位高度h。若液位的高度位h，则液体底部的压力为：二．压力式液位计（开口容器得液位测量）1．用压力表测量液位：2．法兰式压力变送器测量液位：用于粘度大、有沉淀、易结晶、易凝固或具有腐蚀性的介质，为防止导压管堵塞或腐蚀仪表，采用法兰式压力变送器。三．差压式液位计（密闭容器的液位测量）抵消了容器上部压力变化对测量的影响。安装方式:导压管、法兰式。四、静压式的“量程迁移

3、”原理要求：取压点与压力检测仪表在同一水平高度限制：安装位置及实际条件，产生附加静压误差方法受附加压力时仪表输出为“0”无迁移负迁移正迁移图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图实质：通过迁移弹簧改变变送器零点，从而同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。1．无迁移：2．负迁移：形成原因：容器中液体上方空间气体可凝，或为防腐加隔离罐或采用法兰式测压差。正压室：负压室：差压：为了使变送器的输出不受固定压差的影响，采用零点迁移法，进行负迁移，迁移量为B。例如：已知，，，，，液位高度变化形成的差压值为求：1）计算差压的变化量？2）选择差压变送器量程？3）计算差压变送器迁移量？4）计算迁

4、移后差压变送器的压差测量范围？5）计算迁移后差压变送器的液位测量范围？负迁移后，差压变送器的最小测量量为：所以可选择差压变送器量程为40kPa所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。负迁移后，差压变送器的最大测量量为：差压变送器的测量范围为：－37.24～2.76kPa实际液位测量范围为：实际可测量液位范围为0－3.4m图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图正迁移量为3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图正、负迁移是通过迁移弹簧改变变送器零点；量程调节是通过满度调节螺钉改变变送器满度值来实现第二节浮

5、力式液位检测一．恒浮力式液位检测：基本原理：浮于液面上的浮子随着液位上升或下降，根据浮子的位置实现液位的检测。例如：浮球式水位控制器：调整箱组件浮筒浮球连杆非导磁管下限水银开关磁钢上限水银开关二．变浮力式液位检测（浮筒式液位计）将一横截面积为A，质量为m的空心金属浮筒悬挂在弹簧上，弹簧的下端被固定，当测量桶内无水时，浮筒的重力与弹簧力达到平衡时，有：当测量筒内有一定高度的液位H时，浮筒受到液体的浮力上浮根据力平衡：一般即从而被测液位H可表示为即弹簧的位移量与液位成正比。弹簧的顶端连接有一铁芯，铁芯随着弹簧的位移在差动变压器内上下移动输出位移信号。浮球式液位计浮筒液位计第三节电气

6、式物位检测以电容式液位检测为例：当两圆筒间充以介电常数为ε1的气体时，圆筒的电容量为：圆筒形金属导体当圆筒形电容器几何尺寸一定，电容器电容增量与液位高度H成正比。同时，两种介质的介电常数的差值越大，越大，灵敏度高。如果圆筒形电极间的一部分被介电常数为ε2的液体所浸没，被浸没的电极长度为H，此时的电容量为：适用对象：非导电液体或固体。对于导电液体，电极要用绝缘物覆盖作为中间介质，而液体和外圆筒一起作为外电极。超声波物位检测方法通过测量声波从发射至接受反射回波的时间间隔来确定物位高低。第四节声学式物位检测一．超声波检测原理：20kHz以上频率的机械波称为超声波。当声波从一种介质向另

7、一种介质传播时，因为两种介质的密度不同和声波在其中的传播速度不同，在分界面上声波会产生反射和折射。反射系数与声阻抗（）有关，当超声波传播速度已知，可根据时间求得物位。基于压电效应、和逆压电效应。发射器：将交变电压转换成向外发射的机械波。接收器：把声能转换成电能。实现方法：检测时一般采用较高频率的超声脉冲。这样可减少了单位时间超声波的发射能量，又可提高超声脉冲的幅值好处：前者有利于减少空化效应，温升效应，后者可提高测量精度。二．超声波物位计的接收和发射超声波传播速度的补偿方法温度补偿设置校正具