建筑環(huán)境測試技術(shù)之6物位測量

第六章物位測量

壓力測量回顧壓力測量概念三種測量方法平衡法變形法電氣法電氣式壓力檢測－－－應(yīng)變式

應(yīng)變片在受壓時形狀發(fā)生變化，電阻因而變化結(jié)構(gòu)：彈性元件+應(yīng)變片彈性元件：金屬膜片，彈簧管等應(yīng)變片：金屬絲或鉑之間粘接原理彈性元件產(chǎn)生形變，應(yīng)變片隨形變而電阻變化壓阻式壓力傳感器示意圖核心部件－圓形單晶擴(kuò)散硅膜片布置四個擴(kuò)散電阻，形成電橋結(jié)構(gòu)－相對封閉兩個腔分別接測量端和參考端壓力差形成單晶硅膜片變形電橋失去平衡測量輸出電壓第六章物位測量兩種物位測量要求：點(diǎn)式物位測量：在一個離散的預(yù)先設(shè)定的物位點(diǎn)上進(jìn)行監(jiān)測。連續(xù)式物位測量監(jiān)測全量程的物位連續(xù)變化。為了達(dá)到控制目的，控制點(diǎn)可以設(shè)定在全量程0％到100％之間的任何一個點(diǎn)。油水界面計浮球液位計高精度金屬色帶液位計物位測量方法分類主要分類

靜壓式物位檢測浮力式液位檢測電氣式物位檢測聲學(xué)式物位檢測射線式物位檢測第一節(jié)靜壓式物位檢測一．靜壓法測量原理h所以測得表壓力p即可求得液位高度h。若液位的高度位h，則液體底部的壓力為：二．壓力式液位計

（開口容器得液位測量）1．用壓力表測量液位：2．法蘭式壓力變送器測量液位：用于粘度大、有沉淀、易結(jié)晶、易凝固或具有腐蝕性的介質(zhì)，為防止導(dǎo)壓管堵塞或腐蝕儀表，采用法蘭式壓力變送器。三．差壓式液位計

（密閉容器的液位測量）抵消了容器上部壓力變化對測量的影響。安裝方式:導(dǎo)壓管、法蘭式。四、靜壓式的“量程遷移”原理要求：取壓點(diǎn)與壓力檢測儀表在同一水平高度限制：安裝位置及實(shí)際條件，產(chǎn)生附加靜壓誤差方法受附加壓力時儀表輸出為“0”無遷移負(fù)遷移正遷移圖6.2.6差壓變送器的正負(fù)遷移示意圖實(shí)質(zhì)：通過遷移彈簧改變變送器零點(diǎn)，從而同時改變量程的下限和上限而量程保持不變。1．無遷移：2．負(fù)遷移：形成原因：容器中液體上方空間氣體可凝，或?yàn)榉栏痈綦x罐或采用法蘭式測壓差。正壓室：負(fù)壓室：差壓：為了使變送器的輸出不受固定壓差的影響，采用零點(diǎn)遷移法，進(jìn)行負(fù)遷移，遷移量為B。例如：已知，，，，，液位高度變化形成的差壓值為求：1）計算差壓的變化量？2）選擇差壓變送器量程？3）計算差壓變送器遷移量？4）計算遷移后差壓變送器的壓差測量范圍？5）計算遷移后差壓變送器的液位測量范圍？負(fù)遷移后，差壓變送器的最小測量量為：所以可選擇差壓變送器量程為40kPa所以負(fù)遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點(diǎn)調(diào)為-37.240kPa。負(fù)遷移后，差壓變送器的最大測量量為：差壓變送器的測量范圍為：－37.24～2.76kPa實(shí)際液位測量范圍為：

實(shí)際可測量液位范圍為0－3.4m圖6.2.6差壓變送器的正負(fù)遷移示意圖正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準(zhǔn)面。

圖6.2.6差壓變送器的正負(fù)遷移示意圖正、負(fù)遷移是通過遷移彈簧改變變送器零點(diǎn)；量程調(diào)節(jié)是通過滿度調(diào)節(jié)螺釘改變變送器滿度值來實(shí)現(xiàn)第二節(jié)浮力式液位檢測一．恒浮力式液位檢測：基本原理：浮于液面上的浮子隨著液位上升或下降，根據(jù)浮子的位置實(shí)現(xiàn)液位的檢測。例如：浮球式水位控制器：調(diào)整箱組件浮筒浮球連桿非導(dǎo)磁管下限水銀開關(guān)磁鋼上限水銀開關(guān)二．變浮力式液位檢測（浮筒式液位計）將一橫截面積為A，質(zhì)量為m的空心金屬浮筒懸掛在彈簧上，彈簧的下端被固定，當(dāng)測量桶內(nèi)無水時，浮筒的重力與彈簧力達(dá)到平衡時，有：當(dāng)測量筒內(nèi)有一定高度的液位H時，浮筒受到液體的浮力上浮根據(jù)力平衡：一般即從而被測液位H可表示為即彈簧的位移量與液位成正比。彈簧的頂端連接有一鐵芯，鐵芯隨著彈簧的位移在差動變壓器內(nèi)上下移動輸出位移信號。浮球式液位計浮筒液位計第三節(jié)電氣式物位檢測以電容式液位檢測為例：當(dāng)兩圓筒間充以介電常數(shù)為ε1的氣體時，圓筒的電容量為：圓筒形金屬導(dǎo)體

當(dāng)圓筒形電容器幾何尺寸一定，電容器電容增量與液位高度H成正比。同時，兩種介質(zhì)的介電常數(shù)的差值越大，越大，靈敏度高。如果圓筒形電極間的一部分被介電常數(shù)為ε2的液體所浸沒，被浸沒的電極長度為H，此時的電容量為：適用對象：非導(dǎo)電液體或固體。對于導(dǎo)電液體，電極要用絕緣物覆蓋作為中間介質(zhì)，而液體和外圓筒一起作為外電極。超聲波物位檢測方法通過測量聲波從發(fā)射至接受反射回波的時間間隔來確定物位高低。第四節(jié)聲學(xué)式物位檢測一．超聲波檢測原理：20kHz以上頻率的機(jī)械波稱為超聲波。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時，因?yàn)閮煞N介質(zhì)的密度不同和聲波在其中的傳播速度不同，在分界面上聲波會產(chǎn)生反射和折射。反射系數(shù)與聲阻抗（）有關(guān)，當(dāng)超聲波傳播速度已知，可根據(jù)時間求得物位?；趬弘娦?yīng)、和逆壓電效應(yīng)。發(fā)射器：將交變電壓轉(zhuǎn)換成向外發(fā)射的機(jī)械波。接收器：把聲能轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)現(xiàn)方法：檢測時一般采用較高頻率的超聲脈沖。這樣可減少了單位時間超聲波的發(fā)射能量，又可提高超聲脈沖的幅值好處：前者有利于減少空化效應(yīng)，溫升效應(yīng)，后者可提高測量精度。二．超聲波物位計的接收和發(fā)射超聲波傳播速度的補(bǔ)償方法溫度補(bǔ)償設(shè)置校正具二、電極式液位計利用液體導(dǎo)電原理制成，是一種簡易液位計。工作原理見圖BW25浮筒式液位計產(chǎn)品特點(diǎn)

全金屬結(jié)構(gòu)，簡潔耐用使用M7指示器線性指示被測液位最高使用溫度可達(dá)400℃

最高工作壓力可達(dá)70MPa

最多可安裝兩個限位開關(guān)

4～20mA電流輸出

主要技術(shù)參數(shù)測量范圍：0.3～6m

測量精度：±1.5%F.S浮球式液位控制器與電機(jī)啟動控制裝置配套，用以控制工業(yè)或民用水槽、水箱、水塔和各種酸堿、貯液槽的液位控制范圍：200～8000mm（超出4000mm時分節(jié)裝）輸出信號：干簧觸點(diǎn)AC380V、2A，壽命5×104次UDM-30系列靜壓式液位變送器

測量范圍：0～0.5m至0～200m測量精度：±0.2%，

±0.5%被測