常見物位檢測(cè)儀表PPT

1、劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)物位檢測(cè)儀表物位，料位、液位和分界面的統(tǒng)稱。通過對(duì)物位的測(cè)量，不但可確定容器內(nèi)貯料的數(shù)量，以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，亦可保證生產(chǎn)過程在安全和合理狀態(tài)下順利進(jìn)行。由于被測(cè)物料的性質(zhì)千差萬(wàn)別，物位測(cè)量方法很多，本章主要介紹工廠中常用的物位檢測(cè)儀表的原理與應(yīng)用。劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)物位檢測(cè)儀表差壓式液位計(jì)電容式物位計(jì)輻射物位檢測(cè)超聲波液位計(jì)劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)一差壓式液位計(jì) 測(cè)量原理：利用容器內(nèi)液位變化時(shí)，由液柱高度產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理工作的，用差壓計(jì)測(cè)得的差壓與液位高度成正比，常用來(lái)測(cè)量敞口容器和密封容器的液位。使用注意事項(xiàng)：習(xí)慣上應(yīng)使變送器輸出信號(hào)與液位相對(duì)應(yīng)(如液位范圍0-H，則差

2、變輸出的Imin正好對(duì)應(yīng)0液位，而Imax對(duì)應(yīng)H)，使用時(shí)可能需對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移。劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)一、敞口容器的液位檢測(cè)如圖所示，差壓變送器兩端差壓P為：P=(h+h1+h2)g=hg+Z0 (Z00 )顯然可由差壓信號(hào)得到液位。但為使變送器輸出信號(hào)(這里是4-20mA)正好對(duì)應(yīng)液位(0-H)，要進(jìn)行零點(diǎn)正遷移()。 劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)為什么要進(jìn)行零點(diǎn)遷移的實(shí)例說明設(shè)前頁(yè)圖中H=0.5m，h1+h2=0.2m，則根據(jù)H選DDZ-III差變量程為04.905kPa(0.59.81)，而Z0=1.962kPa。若不遷移，則當(dāng)h=H時(shí)，P=6.867kPa，I020mA，已超出差變正常使用范圍。需采取

3、措施解決此問題：方法一：另選大量程差壓變送器【缺點(diǎn)：會(huì)降低測(cè)量精度】。方法二：進(jìn)行零點(diǎn)遷移。將變送器的零點(diǎn)正向遷移到Z0=1.962kPa的位置，遷移后，上、下限變?yōu)?.962kPa和6.867kPa，但量程不變，仍為4.905kPa，輸出仍是420mADC。顯然進(jìn)行零點(diǎn)遷移方法為最佳方案。劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)特性曲線平移而曲線斜率不變稱為零點(diǎn)遷移。分為零點(diǎn)正遷移（Z00）、零點(diǎn)負(fù)遷移（Z00）兩種類型。其實(shí)質(zhì)是改變上下限，而不改變量程的大小。 不同的變送器，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)遷移方法不一樣。如機(jī)械式差壓變送器，通過調(diào)零彈簧實(shí)現(xiàn)；而現(xiàn)在智能型差壓變送器，可通過外部手持終端直接輸入數(shù)字即可實(shí)現(xiàn)。劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)a無(wú)遷

4、移 b負(fù)遷移 c正遷移劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)二、密閉容器的液位檢測(cè) 測(cè)量密閉容器中的液泣，差壓變壓器的正壓室仍與容器的下部取壓點(diǎn)相連，低壓室則與容器的密閉空間相連通。(a) 差壓變送器的安裝； (b) 零點(diǎn)負(fù)遷移示意圖劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)三、特殊介質(zhì)液體液位測(cè)量某些特殊液體，如腐蝕性、含固體顆粒、易結(jié)晶、易沉淀或粘度大等液體的液位測(cè)量，不能采用普通差壓變送器而只能采用法蘭式差壓變送器【因?yàn)槿菀自斐啥氯虿钭儞p壞】。法蘭測(cè)頭是一不銹鋼膜盒，膜盒內(nèi)充以硅油，用毛細(xì)管引到差壓變送器的測(cè)量室。法蘭式差變測(cè)量液位1-平法蘭接頭，2-毛細(xì)管，3-差變，4-插入法蘭接頭劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)二 電容式物位計(jì) 一、檢測(cè)原理圓筒形電容器的

5、電容量C為：C=2L/ln(D/d)=kL可見當(dāng)將電容傳感器插入被測(cè)介質(zhì)中，電極浸入介質(zhì)中的深度隨物位高低而變化，電極間介質(zhì)的升降，必然改變兩極板間的電容量，從而可以測(cè)出物位。圓筒形電容器1-內(nèi)電極；2-外電極劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)二、電容物位傳感器 (一)導(dǎo)電液體電容傳感器水、酸、堿、鹽及各種水溶液等導(dǎo)電液體電容液位傳感器一般用直徑為d的不銹鋼或紫銅棒做電極，外套聚四氟乙烯塑料絕緣管或涂以搪瓷絕緣，如圖。電容傳感器插在直徑為D0容器內(nèi)的液體中， 通過檢測(cè)傳感器電容變化量即可知液位的高低。 導(dǎo)電液體液位測(cè)量1-內(nèi)電極；2-絕緣套管；3-容器劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)由圖可知當(dāng)液位由零變化到H時(shí)，電容傳感器的電容變化量

6、CX為式中為絕緣套管或陶瓷涂層的介電系數(shù)； 0為絕緣套管和空氣共同組成電容的等效介電系數(shù)；S為傳感器靈敏度系數(shù)。0000002()22ln(/)ln(/)ln(/)2() ln(/)2 ln(/)XHLHLHCCCD dDdDdHD dHSHD d劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)(二)非導(dǎo)體液體電容傳感器 非導(dǎo)電液體，不要求電極表面絕緣，可以用裸電極作內(nèi)電極，外套以開有液體流通孔的金屬外電極，通過絕緣環(huán)裝配成電容傳感器。1-內(nèi)電極；2-外電極；3-絕緣環(huán)000000002ln(/)22()ln(/)ln(/)2(1) ln(/) pHXHpLCDdHLHCD dDdCCCHD dS H 劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)(三)粉粒狀物

7、料電容傳感器 在測(cè)量粉粒狀非導(dǎo)電介質(zhì)如礦石、合金、石灰、干燥水泥、糧食等的料位，是長(zhǎng)期困擾的難題，至今還沒有一個(gè)準(zhǔn)確可靠的測(cè)量方法。 電容式料位計(jì)原理(a)金屬料倉(cāng)； (b)水泥料倉(cāng)1-內(nèi)電極;2-金屬容器壁電極;3-鋼絲繩內(nèi)電極;4-鋼筋;5-絕緣體劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)三、射頻導(dǎo)納電容物位計(jì)射頻導(dǎo)納電容物位計(jì)是上世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的，是電容物位計(jì)的換代產(chǎn)品，它是由檢測(cè)與變送兩部分組成，檢測(cè)部分由探頭作為電容器的一極，容器壁(或輔助電極)構(gòu)成電容傳感器。 它的電路和傳感器獨(dú)特，克服了一般電容傳感器單純測(cè)量電容所引起的誤差。幾乎可測(cè)量生產(chǎn)過程中所有介質(zhì)的物位或液位，不受溫度、濕度、流體粘度與密度變化的

8、影響。 劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)三 輻射物位檢測(cè) 一、檢測(cè)原理核輻射強(qiáng)度隨穿透物質(zhì)厚度H而變的規(guī)律為I=I0e- H (朗伯-比爾定律)式中I、I0 射線透過介質(zhì)后與射入介質(zhì)前的強(qiáng)度； 介質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)。當(dāng)放射源強(qiáng)度、被測(cè)介質(zhì)一定時(shí)，則介質(zhì)厚度H與射線強(qiáng)度I的關(guān)系為: H=(lnI0-lnI)/ 上式表明，測(cè)出透過介質(zhì)后的射線強(qiáng)度，便可求出被測(cè)介質(zhì)的厚度H。 劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)放射性物位計(jì)原理框圖放射性物位計(jì)主要由放射源、接收器和顯示儀表組成：劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)二、物位檢測(cè)方法 放射性物位計(jì)檢測(cè)物位的方法，一般為有定點(diǎn)檢測(cè)和自動(dòng)跟蹤等方式。根據(jù)被測(cè)對(duì)象的實(shí)際需要，放射源可有多種安裝方式，以適應(yīng)不同的物位檢測(cè)和控制

9、的要求。(一)定點(diǎn)放射源檢測(cè)法點(diǎn)狀放射源與接收器固定在設(shè)備的一定位置上。 1-放射源2-接收器 劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)(二)跟蹤檢測(cè)法 跟蹤式放射性物位計(jì)既保持了定點(diǎn)檢測(cè)方式的優(yōu)點(diǎn)，又可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，并且量程可以很寬，但儀表的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。跟蹤式放射性物位計(jì)原理圖1-放射源，2-接收器，3-導(dǎo)軌，4-放大器，5-執(zhí)行器，6，7-自整角機(jī)發(fā)送接收器，8-顯示儀表，9-遠(yuǎn)傳指示儀表劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)放射性物位計(jì)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)檢測(cè)元件(放射源)不與被測(cè)介質(zhì)直接接觸；(2)放射源的輻射不受介質(zhì)溫度、壓力等的影響；(3)適用性廣【高壓、高溫、低溫等容器中的高粘度、強(qiáng)腐蝕性、易燃、易爆等介質(zhì)的物位、介質(zhì)分界面、散料、塊料的料位以及特殊環(huán)境下的物位厚度測(cè)量】。不足：是射線對(duì)人體有危害，使用時(shí)必須采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。 劉玉長(zhǎng)劉玉長(zhǎng)四 超聲波液位計(jì) 超聲波液位計(jì)是利用回聲測(cè)距原理工作的，與前述雷達(dá)物位計(jì)有許多相似之處。 根據(jù)超聲波傳播介質(zhì)的不同，超聲波液位計(jì)分為液介式、氣介式和固介式三種。(a)液介式 (b) 氣介式 (c) 固介式1-換能器；2-容器；3-