檢測技術課程設計

1、課程設計報告 物位檢測學 院 學科專業(yè) 姓名學號 指導教師 起止周次 提交日期 摘要關鍵詞：物位測量儀，原理，應用簡介：物位測量儀表按所使用的物理原理可分為直讀式物位儀表、差壓式物位儀表（包括壓力式）、浮力式物位儀表、電測式（電阻式，電容式與電感式）物位儀表、超聲式物位儀表、核輻射式物位儀表等。直讀式物位儀表。從測量機構上可直接讀出液位，玻璃管（或玻璃板）液位計就是利用連通器原理，用旁通玻璃管（或玻璃板）讀數(shù)。根據(jù)測量要求，有透光式和反射式等型式。浮力式物位儀表，利用液面上的浮子或沉浸在液體中浮筒（也稱沉筒）受到浮力作用而工作。這類儀表分為兩種：一種是在測量過程中浮力維持不變，如浮球液位計、浮

2、標液位計，工作時浮標隨液面高低變化，通過杠桿或鋼絲繩等機構將浮標位移傳遞出去，再經電位器、數(shù)碼盤等轉換為模擬或數(shù)字信號；另一種是在測量過程中浮力發(fā)生變化，如浮筒式液位計，液位改變時浮筒在液體內浸沒的程度不同，所受的浮力也不同，將浮力的變化量轉換成差動變壓器鐵芯的位移，就可輸出相應的電信號，供指示、記錄、報警和調節(jié)之用，也可遠距離傳送。在工業(yè)生產過程中測量液位、固體顆粒和粉粒位，以及液-液、液-固相界面位置的儀表。一般測量液體液面位置的稱為液位計，測量固體、粉料位置的稱為料位計,測量液-液、液固相界面位置的稱為相界面計。在工業(yè)生產過程中廣泛應用物位測量儀表，測量鍋爐水位的液位計就是一例。發(fā)電廠大

3、容量鍋爐水位是十分重要的工藝參數(shù)，水位過高、過低都會引起嚴重安全事故，因此要求準確地測量和控制鍋爐水位。水塔的水位、油罐的油液位、煤倉的煤塊堆積高度、化工生產的反應塔溶液液位等，都需要采用物位測量儀表測量。目錄第一章 物位測量儀概述3 第二章 靜壓式液位測量儀5 2.1 測量原理52.2測量方法 62.3測量應用7第三章 浮力式液位測量儀83.1測量原理83.2浮力式類測位儀93.3浮力式液位測量儀應用11第四章 電容式液位測量儀114.1 測量原理124.2測量類型124.3應用14第五章 微波法物位測量儀145.1 測量原理145.2雷達式物位計145.3應用15 第六章 核輻射物位測量儀

4、166.1測量原理166.2測量儀基本結構166.3基本應用17第七章 其他物位測量儀187.1激光式物位測量儀表187.2機械式物位測量儀表19總結20參考文獻21第一章 物位測量儀概述1.1物位基本定義物位是指物料相對于某一基準的位置，是液位、料位和相界面的總稱。液位：容器、河道、水庫等中液體的表面位置（相對于某一指定位置）料位：容器、堆場、倉庫等所儲固體顆粒、粉料等的堆積高度。相界面：同一容器中儲存的兩種密度不同且互不相溶的液體之間或兩種介質之間的分界面位置。相界面位置分為液-液相界面、液-固相界面1.2物位測量的目的和意義1、為進行經濟核算提供可靠依據(jù)；確定容器內的原料、半成品或成品的

5、數(shù)量，以保證生產過程物料平衡。2、了解物位是否在規(guī)定范圍內，對維持正常生產、保證產品的產量和質量、保證安全生產具有重要的意義。 例如，火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位的測量與控制，水位過高，造成蒸汽帶水，蒸汽品質降低，輕則加重管道和汽機的積垢，降低壓力和效率；重則使汽機發(fā)生故障。水位過低，則對水循環(huán)不利，可能使水冷壁管局部過熱甚至爆炸。1.3物位測量的工藝特點及主要問題1、物位測量傳感器的安裝位置液體：液位水平，液位計只對安裝高度有要求，可以在同一高度上選擇任何安裝地點；流動性差的粉粒物料：料面不水平，料面的局部高低與進出料口位置有關，也和進出料的流量有關。2、物位測量的另一個普遍性問題是盲區(qū) 浮子法測

6、液位：受容器底面、容器頂面限制，有盲區(qū)； 超聲波測量物位：受到距離太小無法分辨的限制，也存在盲區(qū)。3、物位測量中存在的死角問題 容器的幾何形狀和傳感器安裝位置配合不當會出現(xiàn)死角。4、分粒體料位還有滯留區(qū) 流動性差，在堆積狀態(tài)下有不滑坡的最大傾角，叫做“安息角”。大小與顆粒形狀、表面粗糙程度、潮濕程度、是否帶靜電、是否吸附氣體等因素有關。料倉的設計也要考慮這一特性，否則會有物料殘留。第二章 靜壓式液位測量儀2.1測量原理 測液柱高產生的靜壓實現(xiàn)液位測量。 如圖4.1，設密封容器中A點的靜壓(氣相壓力)，B點的靜壓，H液位高度,液體密度。則： 若為敞口容器，則PA大氣壓， PB B點的表壓力。當為

7、常數(shù)，壓力或差壓只與液位高有關。測出P或P可知液位。量程合適的壓力或差壓的儀表皆可用于液位測量。P或P乘以容器的截面積，可得到容器中液體的質量測總量。2.2測量方法2.2.1壓力式液位計 測量原理：測壓表所測壓力來反映液位,如下圖所示：1、 用測壓表測量 如圖4.2(a)，引壓管把壓力計與容器底部連通，儀表示值反映液位高低。測壓基準點與最低液位一致。若不一致，要考慮附加液柱影響，進行修正。適合黏度較小、潔凈液體液位測量。 測量黏稠、易結晶或含有顆粒液體的液位，采用法蘭式壓力變送器，如圖4.2(b) 。2、 吹氣法 適于腐蝕性、高黏度或有懸浮顆粒液位測量，如圖5.3 。 由液位變化范圍，調節(jié)減壓

8、閥2，使壓縮空氣壓力為P1； 調節(jié)流元件3 ，使壓力為P2，保證最高液位仍有微量氣泡從導管下端口逸出； P1變化不大，當滿足P20.528 P1時，氣源流量恒定不變 液位管內壓力從導管下端逸出的氣量 。管內壓力與液體靜壓約相等，表5示值即反映液位高H。 2.2.2差壓式液位計1 、零點遷移問題壓力、差壓檢測要求：取壓口(零液位)與壓力/差壓儀表的入口在同一水平面，否則有附加靜壓差； 無遷移 圖5.4 (a) 差壓變送器正、負壓室分別與容器下部和 上部的取壓點相連通，正壓室與零液位等高；壓力分別為P+ 和P- ，則：H0，P 0，無需遷移。 負遷移 圖5.4(b)上方氣體可凝，或介質有腐蝕性，為

9、防腐，差變正、負室與取壓點間裝有隔離罐，并充滿隔離液。其密度為 ，正、負壓室所受壓力為：當0， B0，有一固定值（輸出I4mA）；要H0，輸出I4mA，需消去B的作用零點遷移。遷移的量為B，故為負遷移。 正遷移實際安裝時，常不能保證變送器和零液位在同一水平面H0， C，有一固定值，使輸出I4mA；要H0，I4mA，需消去C的作用。遷移量 C0，故需正遷移。方法與負遷移相似。2.2.3 特殊液位測量 腐蝕性、易結晶或高黏度介質液位測量。 采用法蘭式差變：防引壓管腐蝕或堵塞，如圖4.6。 毛細管中硅油密度，kgm3。 鍋爐汽包水位測量關鍵環(huán)節(jié):平衡容器粗管，粗管正壓容室與汽包連通，進入平衡容器的蒸

10、汽不斷凝結成水，因溢流而保持恒定水位。細管，負壓容室與汽包水連通。汽包為正常水位時，平衡容器差壓。2.3 靜壓式液位測量儀應用1、功能特點a、穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達 0.1%FS/ 年。在補償溫度 0 70 范圍內，溫度飄移低于 0.1%FS ，在整個允許工作溫度范圍內低于 0.3%FS 。b、具有反向保護、限流保護電路，在安裝時正負極接反不會損壞變送器，異常時送器會自動限流在 35MA 以內。c、固態(tài)結構，無可動部件，高可靠性，使用壽命長。d、安裝方便、結構簡單、經濟耐用。2、 測量選擇a、分體式一體式可選 b、量程: 0-0.5-200米 c、輸出: 4-20mA (2線制)

11、d供電電:7.5-36VDC 推薦24VDC e、可靠防腐并帶有陶瓷測量單元的探頭，用于凈水、污水及鹽水的物位測量性能和優(yōu)點其機械結構對過載及腐蝕性介質具有高抵抗性高精度、長期穩(wěn)定的陶瓷電容和進口擴散硅測量單元密封的電子模塊及雙濾波壓力補償系統(tǒng)可抵抗氣候現(xiàn)場變化的影響電子模塊可輸出4.20mA信號并同時帶有過壓保護的模塊選擇集成的溫度傳感器Pt100可同時進行物位及溫度的測量相應的附件可提供完整的測量方案第三章 浮力式液位測量儀3.1測量原理力或力矩平衡原理。 恒浮力法：浮子升降反映液位的變化； 變浮力法：浮力隨液位浸沒高度變化。1、恒浮力法 ，如圖 浮子所受重力、浮力與平衡重物的重力相平衡，

12、使浮子漂浮在液面上。關系為： W F G W 浮子所受重力，N； F 浮子所受浮力，N；G 平衡重物的重力，N。W、G常數(shù)；F也為常數(shù)（停留在任何高度），故稱恒浮力法。實質：浮子把液位機械位移 。圖5.10b，設浮子扁圓柱形，直徑D、高度b、重量W，浸沒部分高度 h，介質密度r，液面高H 。當浮力F=W時，浮子停在某一位置，則：當H，浮子位置 ，h不變化（準確測量）。誤差分析：溫度或成分介質密度 ；黏性液體黏附，腐蝕液體浸蝕浮子的重量或直徑。三種不同形狀的浮子：i扁平形：空心大直徑扁圓盤形，不靈敏區(qū)較小，測量精度高；可測重度較小的介質液位；抗波浪性好（對高頻小變化的波浪）。但對液面的大波動比較

13、敏感，易隨之漂動。ii高圓柱形：高度大、直徑小，抗波浪性好。但對液面變動不敏感，精度差，不靈敏區(qū)較大。 iii扁圓柱形：抗波浪性和不靈敏區(qū)在上述兩者之間，結構簡單，易于加工制作，廣泛應用。2、變浮力法 如圖所示： 在彈簧上懸掛圓筒形金屬，浮筒重力W與彈簧的彈性力平衡；當部分浮筒被浸沒，浮力使浮筒上移，與彈性力平衡時，移動停止，滿足關系：（c 彈簧剛度，Nm；x 彈簧壓縮位移，m； A 浮筒的截面積，m； H 浮筒被液體浸沒的高度，m； 被測液體密度，kgm；g 重力加速度，ms液位升高H，則浮筒上移x，平衡式:浮筒位移x H ；在浮筒的連桿上安上差動變壓器鐵心，輸出電信號，反映液位變化。3.2

14、浮力式類測位儀3.1.1恒浮力式液位計I、浮球式液位計，如圖 力矩平衡：浮球1連桿2與轉動軸3相連，另一端與容器外側的杠桿5（加有平衡重物4）相連組成。調整平衡重物的位置或質量實現(xiàn)系統(tǒng)力矩平衡。平衡式:W 浮球的重力； F 浮球所受的浮力；G 平衡重物的重力； l1 轉動軸到浮球的垂距；l2 轉動軸到重物中心的垂離。常測：a、溫度、黏度較高而壓力不大的密閉容器的液位； b、內浮式、外浮式 ； c、小直徑的容器，用外浮式； d、測量范圍受運行角限制(最大為35)，適于窄范圍液位測量。 2、 磁浮子式液位計,如圖：用于中小容器和設備。下端封閉的不銹鋼管1內設條形絕緣板2，板上排列舌簧管3和電阻4；

15、管外套內裝環(huán)形永磁體6可上下滑動的浮子5，磁力線沿舌簧閉合；浮子中央的舌簧管吸合導通，其他斷開圖a；液位升降，AC或AB間的阻值改變； 3、浮子鋼帶式液位計，如圖：可自由伸縮鋼帶的一端吊浮子，對浮子施以恒拉力；導向機構：防止浮子受被測液體流動的影響；鋼帶2和滑輪3將液位釘輪4，將直線運動轉動；指針5和計數(shù)器6指示液位；釘輪軸上安轉角傳感器，實現(xiàn)信號遠傳；收帶輪7、恒力彈簧輪9、反繞在軸 8調整恒拉力；不適用于有壓容器，用于常壓液位測量；范圍020m，精度0.03。 3.1.2變浮力式液位計在測量過程中浮力發(fā)生變化，如浮筒式液位計，液位改變時浮筒在液體內浸沒的程度不同，所受的浮力也不同，將浮力的

16、變化量轉換成差動變壓器鐵芯的位移，就可輸出相應的電信號，供指示、記錄、報警和調節(jié)之用，也可遠距離傳送。1、典型儀：扭力管浮筒液位計。桿2的左端垂直懸掛浮筒1；扭力管3及芯軸4垂直緊固于2右端；另一端為自由端，輸出角位移；當液位低于浮筒下端時，浮筒全重作用于杠桿： F0W（W 浮筒的重力。）此時扭力矩最大，扭力管產生最大的扭角(約為4)；當浮筒整個浸沒，扭力矩最小，扭力管產生最小扭角(約為2)。儀器特點：液位 H F ；H浮力 ，作用于杠桿的力 FX，扭角 ；芯軸4輸出 ，機械放大機構帶動指針就地指示；也可將角位移氣或電標準信號。3.3浮力式液位測量儀應用1、 帶有鋼絲繩(鋼帶)的浮子式液位計傳

17、感器安裝在嫩頂上，從傳感器頂部伸出一根測量鋼帶，鋼帶的端部吊有浮子，當浮子在全量程范圍內上下移動變化時，鋼帶對浮子的拉力基本不變。浮子的自重大于鋼帶的拉力，浮子部分浸入液體中。由于拉力不變，所以浮子浸入液體的深度不變，因而可以認為，浮子與液位嚴格同步運動，扣除一固定初值后，浮子的位置就代表了液位。顯示儀表完成譯碼、計數(shù)、顯示和D/A轉換功能。通過5位數(shù)字顯示，精度可達到0.03級0.02級，量程可達20-30m，并可帶有串行異步通信功能。2、 帶杠桿的浮子式液位計對于粘度比較大的液體介質的液位測量，如煉油廠的減壓塔底部液面測量，一般可采用帶杠桿的浮子式液位儀表。這種儀表由于機械杠桿臂長度的限制

18、，所以量程通常較小。常用于液位控制系統(tǒng)中的液位高度變化最的檢測。3、依靠浮子電磁性能傳遞信號的液位計它利用浮子電磁性能傳遞液位信號翻板式液位計結構牢固，工作可靠，顯示醒目，又系利用機械結構和磁性聯(lián)系，故不會產生火花，宜在易燃易爆場合使用。其缺點是當被測介質粘度較大時，浮子與器壁之間易產生粘附現(xiàn)象，使摩擦增大。嚴重時，可能使浮子卡死而造成指示錯誤并引起事故。 第四章 電容式液位測量儀4.1 測量原理物位變化時引起電極的電容量變化，利用這個原理構成的電容式物位計可以測量導電液和非導電液的液位、非導電顆粒狀固體的料位。兩同軸相互絕緣的導電金屬圓柱中間隔以不導電的介質，就構成電容器。根據(jù)這個道理,用各

19、種不同形狀的電容測量頭,可構成多種電容式物位儀表?，F(xiàn)代電容式物位儀表采用安全防爆、隔爆的措施，應用范圍已擴大到一些化工、石油、輕工部門。電容式物位儀表是電測式物位儀表中應用最廣泛的一種。4.2測量類型4.2.1導電液的液位測量 兩電極覆蓋面積隨被測液位變化，引起電容量變化，如圖；圓柱形電容器：定電極：不銹鋼棒3 ；動電極：被測導電液1 ；絕緣介質：套在不銹鋼棒上的聚四氟乙烯套管4 ；液位，兩電極覆蓋面積 ，傳感器的電容量 ；反之，電容量；測量傳感器的電容量大小可知液位。 當H0，即液位低于h(非測量區(qū))，電容量C0： 聚四氟乙烯套管和容器內氣體的等效介電常數(shù)Fm； L 液位測量范圍(可變電容器

20、兩電極的最大覆蓋長度)m； 容器內徑m；d 不銹鋼棒直徑m。當液位為 H 時，電容量 CH：當電極確，e 、D 和 d 定值，則只要e 、D 和 d 的數(shù)值穩(wěn)定（不受壓力、溫度等因素的影響），即K為常數(shù)，電容變化與液位變化成線性。式(532)還表明：絕緣材料的介電常數(shù)e較大，絕緣層厚度較薄，即 Dd 較小時，靈敏度較高。適于黏度小液體；底部約有10mm的非測量區(qū)(圖521中的h)。4.2.2測非導電體液位液位兩電極間充填介質的介電常數(shù)電容量測液位。適合：輕油類、部分有機溶劑和液態(tài)氣體。內、外電極：兩根相互絕緣的同軸不銹鋼管，外管上有通孔，被測液可自由進出。當H0，介質是空氣，初始電容： e-空

21、氣的介電常數(shù)Fm；L 兩電極的最大覆蓋長度m；D 外電極的內徑m；d 內電極的外徑m 電極一定， 、D 和 d 均為定值，電容變化量與液位 H 成線性。4.2.3環(huán)形二極管電橋充放電轉換電路1、二極管 D1D4 組成環(huán)形電橋；A端加頻率為 f 的矩形波電壓；Cx電容物位傳感器，C0可變電容，與傳感器始分布電容Cx0平衡，調零；微安電流表接AC ，并聯(lián)電容Cm，濾波。二極管正向壓降、起始截止區(qū)忽略；認為微安表內阻很小，且Cm很大。2、當電壓由低U1 躍變到高U2 ，Cx 和C0同時充電到 U2 ；充電時，D2、D4截止；充電結束， D1D4全截止；充電時由A流向C的電荷量為C0(U2U1)；當電

22、壓由U2降到U1時，Cx和C0 同時放電；放電過時，D1、D3截止；放電結束， D1D4又全截止；放電時由C流向A的電荷量為Cx(U2U1)。Cx和C0充放電過程中，流過微安表的平均電流I： 當H0，調整C0Cx，使 I0；當H時，C變化，I與C成正比I與H成正比。3、 微安表不接地，不便輸出電流，且引線分布電容會帶來誤差；微安表、電感L2接在C點與地之間；且A通過L1接地；直流分量I 通過微安表，交流分量仍從Cm上通過；有對地輸出端，便于輸出電流；電容Cd，隔斷直流。4.3電容式測量儀應用 電容式物位測量儀表應用，在火力發(fā)電廠中，廣泛采用靜電除塵器除去鍋爐燃燒煙氣中的飛灰，飛灰被高壓靜電吸附

23、在極板上后，被振動落入除塵器下部的灰斗中。當灰位達到一定高度，打開灰斗進行排灰?？刂浦行枰捎?只物位計測量灰在灰斗中的高位和低位，以便控制灰斗的開和關。飛灰是煤粉燃燒后的產物，顆粒直徑很小，在幾十微米范圍內，剛剛落下的飛灰與空氣形成疏松的混合物，密度很小，電阻率很高。另外由于靜電除塵器內溫度約為160，存在強靜電干擾，使一般物位計的應用存在困難。因此，可以采用具有防飛灰的黏結、掛料功能的射頻導納物位計。 第五章 微波法物位測量儀5.1 測量原理微波是指頻率為300MHz-300GHz的電磁波，是無線電波中一個有限頻帶的簡稱，即波長在1米（不含1米）到1毫米之間的電磁波，是分米波、厘米波、毫米

24、波和亞毫米波的統(tǒng)稱。微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為“超高頻電磁波”。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性。微波的基本性質通常呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個特性。對于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收。對于水和食物等就會吸收微波而使自身發(fā)熱。而對金屬類東西，則會反射微波。5.2 雷達式物位計1、 特點：無可動部件、不接觸介質、無測量盲區(qū)；可用于大型固定罐、浮頂罐內腐蝕性液體、高黏度液體、有毒液體的液位測量；精度幾乎不受被測介質溫度、壓力、相對介電常數(shù)及其易燃易爆等惡劣工況的限制。2、 測量原理：雷達波往返的時間（發(fā)射，抵達液面后反射），正比于天線到液面的距離。 C電磁波傳播速度，3

25、00000kms； d被測介質與天線之間的距離，m； t 天線發(fā)射與接收到反射波的時間差，s； L天線距罐底高度，m； H液位高度，m。3、 測量方式I、微波脈沖法a、脈沖由發(fā)送器通過天線發(fā)出；b、經液面反射后由接收器接收，并將信號傳給計時器；c、計時器得到脈沖的往返時間； 測量系統(tǒng)包括：天線頭、數(shù)據(jù)采集板DAB、高頻信號發(fā)生板HFB三部分。II連續(xù)波調頻法原理如圖：組成部分：微波源：波段(10GH)的壓控振蕩器；從液面反射的信號經環(huán)形器送往混頻器；混頻器：對輸入信號進行混頻，產生差頻信號，并送往放大器；放大器：將回波信號放大到規(guī)定的幅度后，送數(shù)字信號處理器；數(shù)字信號處理器：對輸入信號進行采樣

26、和傅氏變換，獲得頻譜特性；計算輸出液位信號。5.3 應用1、 雷達液位計的應用問題、介質的相對介電常數(shù) 微波在液面產生反射和折射，強度被衰減，當相對介電常數(shù)小到一定值時，微波信號衰減過大，液位計無法正常工作。避免法：被測介質相對介電常數(shù)大于產品所要求的最小值；用導波管。、溫度和壓力 微波的傳播速度不受溫度變化的影響；在允許溫度范圍內工作（采取冷卻措施）；避免高溫介質對天線的影響：與最高液面間留有一定的安全距離?？稍谡婵栈蚴軌籂顟B(tài)下正常工作；壓力高到一定程度時，對測量帶來誤差。、導波管(穩(wěn)態(tài)管)消除多重回波所產生的干擾影響；提高反射回波能量（測量相對介電常數(shù)較小的液面）。2、 微波物位計應用 現(xiàn)

27、今物位測量領域困擾用戶的是一些大型固體料倉的物位測量，特別是用于50/100米以內的充滿粉塵和擾動的加料狀態(tài)下的料倉。相關技術的儀表例如電容或導波雷達TDR在放料時物位下降時會受到很強的張力負載，可能會損壞儀表或把倉頂拉塌掉。重錘經常有埋錘的問題，需要經常維修，大多數(shù)其他機械式儀表也是這樣。而高粉塵工況又可能會超出非接觸式超聲波物位測量系統(tǒng)的能力。高頻的調頻雷達技術尤其適合這種大型固體料倉的物位測量！現(xiàn)今的高頻雷達一般為工作在K波段(2426GHz)的雷達物位計，雷達的工作頻率越高其電磁波波長越短，越容易在傾斜的固體表面有更好的反射，并具有較窄的波束寬度，可有效避開障礙物，高的頻率還可使雷達使

28、用更小的天線。而FMCW調頻連續(xù)波微波物位計發(fā)射和接受信號是同時的，相同時間內發(fā)射的微波信號更多，固體測量中可減少高粉塵固體料倉測量中的失波現(xiàn)象。因此固體測量中高頻的調頻雷達能提供準確、可靠的測量，并在例如化工行業(yè)中的PP粉末、PE粉末等介質中也有良好應用。但由于技術限制，現(xiàn)今還沒有工作在K波段以上的高頻雷達物位計。也有使用5.8GHz 10GHz的低頻雷達測量固體，但由于其較低的頻率、較長的波長其發(fā)射波不容易被漫反射，在高粉塵工況下會導致很多的二次或多次回波，干擾和噪聲很大，因此固體粉料測量中逐漸被淘汰。第六章核輻射物位測量儀 6.1 測量原理 核輻射主要是、三種射線：射線是氦核，射線是電子

29、，這兩種射線由于穿透力小，影響距離比較近，只要輻射源不進入體內，影響不會太大。射線的穿透力很強，是一種波長很短的電磁波。當具有一定強度的射線穿過介質時，會被物質的原子散射或吸收，其輻射度隨之減弱。 6.2.1核輻射式物位計結構：主要由放射源、接收器和顯示儀表組成。一般用于物位檢測儀表中的主要放射源有鈷及銫。他們被封裝在灌鉛的鋼保護罩內，設有能開閉的窗口，不用時閉鎖，以免輻射危害。這兩種同位素能發(fā)射出很強的射線，而且半衰期較長。放射源輻射的活度通常以MBg計量，射線輻射強度較弱到原來的一半所需要得時間叫做半衰期。接收器由探測器與前置放大器組成，安裝在被測容器另一側，射線由蓋革計數(shù)管吸收，每接收到

30、一個粒子，就輸出一個脈沖電流。射線越強，電流脈沖數(shù)越多。該脈沖信號即可直接經整形后，由計數(shù)器計數(shù)并顯示，又可經積分電路變成與脈沖數(shù)成正比的積分電壓，再經電流放大和電橋電路，最終得到與物位相關的電流輸出。 射性同位素在衰變過程中放出一種特殊的、帶有一定能量的粒子或射線，這種現(xiàn)象稱為放射性或核輻射。根據(jù)其性質的不同，放出的粒子或射線有：粒子、粒子、射線等。射線是一種從原子核內發(fā)射出來的電磁輻射，與和射線相比受物質吸收較小，在物質中的穿透能力是比較強，不僅能穿過數(shù)百米的氣體，而且能穿過幾十厘米厚的固體物質，所以射線物位計應用較多。射線法對人體固然存在有害作用，然而其劑量有限，在妥善防護之下并無危險。

31、6.2.2核輻射物位計的特點1、不受溫度、壓力、濕度、黏度和流速等唄測介質和狀態(tài)的影響2、既可進行連續(xù)測量，也可以進行點檢測3、不僅能測液體，也可以測量粉粒體和塊狀等介質的物位；還可以測量比重差很小的兩層介質的相界面位置。4、可以從容器、罐等密封裝置的外部以非接觸的方式進行測量，可以穿透各種介質，包括固體，所以受外界條件和內盛物料性質、形狀以及內壁附著物得影響小，工作穩(wěn)定可靠。5、適合于特殊場合或惡劣環(huán)境下不常有人之處的物位測量。6、在使用時要注意控制劑量，做好防護，以防射線泄露對人體造成傷害。6.3.1核輻射物位計的應用 工作中儀表各部件與被測物料不接觸，故測量過程是非接觸式的，因此特別適用

32、于密閉容器中高溫、高壓、高粘度、強腐蝕、劇毒物料料位的測量。對于液態(tài)、固態(tài)、粉態(tài)等物理狀態(tài)下的料位測量有很好的適用性。6.3.2 核輻射物位計的使用注意事項 1、擬使用本儀表的單位應指定具備射線防護知識及具有相關資質的人員管理放射性防護工作，并且建立各種管理辦法及規(guī)章制度。2、訂購放射源前應向所在地區(qū)環(huán)境保護部門辦理“放射性同位素轉讓審批表”及“輻射安全許可證”，用戶須持“放射性同位素轉讓審批表”向放射源出售單位或放射性同位素生產單位訂購放射源。3、運輸各種放射性同位素及裝過放射性同位素的空容器應遵照運輸部門有關規(guī)定包裝和處理，必須使用經過批準的危險品專用運輸車輛專程運輸。4、放射性同位素應存

33、在安全專用的貯藏處所，不得與易燃、易爆、腐蝕性等物品放在一起，并指定專人負責保管。建立放射源臺帳，嚴格收發(fā)手續(xù)，防止差錯和丟失事故。放射源的編號卡是唯一的依據(jù)，必須歸檔管理。5、操作放射源前應先熟悉放射源的總活度，活度分布和機械結構。制訂操作步驟，制作一些簡單實用的操作器械，如夾、鉗等。操作放射源的人員必須佩戴個人劑量儀，并且按照規(guī)定要求勞保著裝。操作時應盡可能遠距離、動作準確、迅速。第七章 其他物位測量儀7.1激光式物位測量儀 光學式物位測量儀表的代表是激光式物位計。激光的最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文LightAmplificationbySt

34、imulatedEmissionofRadiation的各單詞的頭一個字母組成的縮寫詞。意思是“受激輻射的光放大”。激光的英文全名已完全表達了制造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將“光受激發(fā)射”改稱“激光”。7.1.1激光液位計 激光用于液位測量，克服了普通光亮度差，方向性差，傳輸距離近，單色性差，易受干擾等缺點，使測量準確度大為提高。激光液位計由激光發(fā)射器、接收器及測量控制電路組成。7.1.2激光料位計 激光物位計也稱激光料位計由半導體激光器發(fā)射連續(xù)或高速脈沖激光束，激光束遇到被測物體表面進行反射，光線返回由激光接收器接收。并精確記錄精光自發(fā)射到接收之間的時間差，從而確

35、定從激光雷達到被測物之間的距離。距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比：D=CT/2其中C為光速因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D根據(jù)用戶設置的量程和滿度信息，處理器計算出當前料位的百分比，然后按照比例輸出4-20mA或0-5V等模擬信號、RS485Modbus的數(shù)字信號、警示報警繼電器開關信號等。根據(jù)測量時間方法的不同，激光雷達物位計可分為脈沖式和相位式兩種測量形式。7.1.3 優(yōu)缺點優(yōu)點：測量光束發(fā)散角小、方向性好量程大、測距遠、盲點最少 不受介質溫度影響。不受溫度變化影響 非插入式測量，非接觸測量。 測量速度快，適合變化快的液位及料位測量 操作簡單，可編程測量。測量精確、高

36、精度適合高要求項目分辨率高出一般儀表十倍波束角小，適合長距離定位，避免障礙物 7.1.4激光式物位測量儀特點1）能量集中，光強度大，因此物位測量范圍大，目前已達20m。2）激光單色性強，不易受外界光線干擾，能用于強烈陽光及火焰照射條件下的物位測量，甚至在1500C的熔融物表面上亦能正常工作。3）激光光束散射小，方向性好，定點控制準確度高。 7.2機械式物位測量儀機械式物位測量儀是利用物料對機械運動所呈現(xiàn)的阻擋力來進行測量的 7.2.1重錘式料位計重錘式料位計的智能電機傳動系統(tǒng)控制著系在不銹鋼鋼纜上的重錘向下降，重錘接觸介質表面的瞬間停止下降，而后重錘式料位計改變電機的轉動方向將重錘收回。測量過程中，重錘式料位計通過專利的雙光學傳感器的精確計量，獲取料位信號，并將料位信號變送為420mA模擬量信號、RS485信號或脈沖信號輸出。重錘式料位計的測量優(yōu)勢：重錘式料位計電子倉耐低溫能力可達-40，光學傳感器隔離密封從根本上避免了粉塵等的污染，重錘式料位計專利的光學測量系統(tǒng)精確，優(yōu)異的驅動電機及重載鋼纜