第六、七講液位傳感器

7/21第六、七講物位及厚度檢測第六、七講物位及厚度檢測

物位的測量方法浮力式物位檢測靜壓式物位檢測電容式物位計超聲式物位、厚度傳感與測試核輻射物位、厚度傳感與測試電渦流厚度傳感與測試（一）、物位的定義物位：指設(shè)備和容器中液體或固體物料表面位置。主要有：第六、七講物位及厚度檢測一、物位的測量

液位：指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低。

料位：指設(shè)備和容器中所儲存的塊狀、顆粒狀或粉末狀固體物料的堆積高度。（存在空隙，不均勻）

界位：指同一容器中，兩種密度不同且互不相溶的物質(zhì)分界面的位置。（液-液，液-固）

（二）、物位的作用

物位是液位，料位，界位的總稱。第六、七講物位及厚度檢測在工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常對諸如鍋爐內(nèi)的水位，油管、水塔等各種液位；或者糧倉、煤粉倉、水泥庫、化學(xué)原料庫的料位等進(jìn)行檢測。按測量原理分為：直讀式、浮力式、差壓式、電磁式、超聲波式、核輻射式、光學(xué)式等。

（三）、物位測量的分類

一、物位的測量二、玻璃液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測玻璃液位傳感器是一種最簡單的直讀式液位計。（二）、特點

①、結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜②、適用于溫度壓力不高的場合

缺點：玻璃管易碎。

（一）、工作原理

根據(jù)連通器的原理而制成。當(dāng)管內(nèi)的液位與容器的液位相同時，讀出管上的刻度值便知其液位。一端接氣相另一端液相三、浮力式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（一）、工作原理

利用浮子或浮筒所受浮力隨液位而變化，轉(zhuǎn)換成位移或力的變化，將其再轉(zhuǎn)換成電信號。平衡關(guān)系：

將液面上的浮子用繩子連接并懸掛在滑輪上，繩索的另一端掛平衡重錘，利用浮子所受的重力和浮力之差與重錘相平衡，使浮子漂浮在液面上。當(dāng)液位上升和下降時兩種情況書上用恒浮力法？？實質(zhì)：通過浮子把液位的變化轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移（線位移或角位移）的變化。三、浮力式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、特點

①、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便②、根據(jù)液體浮力原理分為恒浮力式和變浮力式兩種。

（三）、用途

用于江河、湖泊、水庫、水廠、水電站、船閘及工礦企業(yè)的水位(液位)測量。變浮力式自學(xué)：變浮力式工作原理第六、七講物位及厚度檢測三、浮力式液位傳感器自學(xué)：變浮力式工作原理第六、七講物位及厚度檢測三、浮力式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測三、浮力式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測三、浮力式液位傳感器四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（一）、工作原理

壓差式液位傳感器是根據(jù)液面的高度與液體差壓成比例的原理制成的。如果液體的密度恒定，則液體加在測量基準(zhǔn)面上的壓力與液面到基準(zhǔn)面的高度成正比，因此通過壓力的測定便可知液面的高度。當(dāng)儲液罐為開放型時，差壓與液位高度的關(guān)系四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、零點遷移問題

零點遷移就是同時改變測量上下限而不改變其量程。

1、無遷移：當(dāng)H=0時，四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、零點遷移問題

2、正遷移：差壓變送器不安裝在液位基準(zhǔn)面，而是安裝在液位基準(zhǔn)面下方h處，如圖。為了安裝，檢修方便，差壓變送器正負(fù)室的壓力為差壓變送器的差壓輸入為當(dāng)H=0時實現(xiàn)差壓變送器零點正遷移的方法是：在變送器中加一調(diào)零遷移彈簧，遷移彈簧的作用是將變送器的測量從起點遷移到某一正數(shù)值，同時改變測量范圍的上下限值，實現(xiàn)測量范圍的平移，但不改變其量程的大小。四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、零點遷移問題

3、負(fù)遷移：差壓變送器的氣相是蒸汽，即，在它的氣相引壓管中充滿的不是氣體而是冷凝水，如圖。差壓變送器正負(fù)室的壓力為差壓變送器的差壓輸入為當(dāng)H=0時實現(xiàn)差壓變送器的零點負(fù)遷移方法是：調(diào)整負(fù)遷移彈簧，其作用是將變送器的測量從起點遷移到某一負(fù)值，同時改變測量范圍的上下限值，實現(xiàn)測量范圍的平移，但不改變其量程的大小。四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（三）、法蘭式差壓變送器

法蘭式的作用：可以避免被測介質(zhì)通過引壓管對測量造成的影響

法蘭式應(yīng)用：適用于易腐蝕、結(jié)晶、凝固、汽化（沸騰）、冷凝……四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測四、靜壓式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（一）、認(rèn)識超生波傳感器

聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz－2KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，高于2KHz則稱為超聲波。一般把頻率在2KHz到25MHz范圍的聲波叫做超聲波。超聲波傳感器頻率超過20KHZ，它是一種機(jī)械波。五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、工作原理

利用回聲測距的方法對液位進(jìn)行測量。五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（三）、超聲波的應(yīng)用五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測質(zhì)量檢查緊固件的安裝錯誤檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測疊放高度測量五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測物件放置錯誤檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測紙卷直徑檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測平整度測量五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測超長距離檢測五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測流水線計數(shù)五、超聲波式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測透明塑料張力控制六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（一）、工作原理

電容式液位傳感器是將液位的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化，通過測量電容量的大小來間接測量液位高低的液位測量儀表。電容量為液體導(dǎo)電電極介質(zhì)

組成一個圓筒形電容器電容式傳感器測量物位原理示意圖六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測1、電容式油量表（二）、應(yīng)用

電容傳感器油箱液位傳感器

同軸連接器伺服電動機(jī)六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測2、電容式測厚儀

在被測帶材的上下兩側(cè)各裝設(shè)一塊面積相等且與帶材距離相等的極板，這樣兩極板與帶材之間形成兩個電容C1、C2。

1-帶材

2-軋輥

3-工作電極

帶材在軋制過程中若發(fā)生厚度變化，將引起電容的變化，再用交流電橋?qū)㈦娙莸淖兓瘷z測出來，經(jīng)過放大，即可由顯示儀表顯示出帶材厚度的變化。

六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測3、電容接近開關(guān)原理框圖六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測3、電容接近開關(guān)六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測3、電容接近開關(guān)光電效應(yīng)-外光電效應(yīng)

光線照射在某些物體上，引起電子從這些物體表面逸出的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，也稱光電發(fā)射。

光的頻率必須高于某一限值，這個能使物體發(fā)射光電子的最低光頻率稱為紅限頻率。

小于紅限頻率的入射光，光再強(qiáng)也不會激發(fā)光電子；大于紅限頻率的入射光，光再弱也會激發(fā)光電子。

補(bǔ)充：光傳感器第六、七講物位及厚度檢測光電效應(yīng)-內(nèi)光電效應(yīng)

物體受光照射后，其內(nèi)部的原子釋放出電子，這些電子仍留在物體內(nèi)部，使物體的電阻率發(fā)生變化或產(chǎn)生光電動勢的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)又細(xì)分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光電伏生效應(yīng)。補(bǔ)充：光傳感器第六、七講物位及厚度檢測光電導(dǎo)效應(yīng)

入射光強(qiáng)改變物質(zhì)導(dǎo)電率的物理現(xiàn)象稱光電導(dǎo)效應(yīng)

基于光電導(dǎo)效應(yīng)的光電器件有光敏電阻

第六、七講物位及厚度檢測補(bǔ)充：光傳感器光電伏生效應(yīng)

光生伏特效應(yīng)是半導(dǎo)體材料吸收光能后，在PN結(jié)上產(chǎn)生電動勢的效應(yīng)。

處于反偏的PN結(jié)，當(dāng)有光照時，形成光電流I，并且光照越大，光電流越大。

基于此效應(yīng)的光電元件有光敏二極管、光敏三極管。第六、七講物位及厚度檢測補(bǔ)充：光傳感器光電管

第六、七講物位及厚度檢測補(bǔ)充：光傳感器光電管結(jié)構(gòu)

光電管由一個光電陰極和陽極封裝在玻璃殼內(nèi)組成，光電陰極涂有光敏材料。

第六、七講物位及厚度檢測補(bǔ)充：光傳感器原理

無光照射時，電路不通有光線照射時，如果光子能量大于電子的逸出功，會有電子逸出，產(chǎn)生電子發(fā)射電子被帶有正電的陽極吸引，在光電管內(nèi)形成光電流根據(jù)電流大小可知光量的大小第六、七講物位及厚度檢測補(bǔ)充：光傳感器六、電容式液位傳感器第六、七講物位及厚度檢測七、核輻射液（物）位傳感器第六、七講物位及厚度檢測七、核輻射液（物）位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（一）、工作原理

以射線和物質(zhì)的相互作用為基礎(chǔ)的，同位素放射源所產(chǎn)生的射線能夠穿透物質(zhì)層，射線在穿透物質(zhì)層有一部分被吸收掉，穿透強(qiáng)度隨物質(zhì)的厚度而變化。

射入介質(zhì)前的射線強(qiáng)度。

射入介質(zhì)后的射線強(qiáng)度。介質(zhì)對射線的吸收系數(shù)。七、核輻射液（物）位傳感器第六、七講物位及厚度檢測原理框圖

七、核輻射液（物）位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、應(yīng)用

七、核輻射液（物）位傳感器第六、七講物位及厚度檢測（二）、應(yīng)用

導(dǎo)電式水位傳感器的基本工作原理，如圖所示。電極可根據(jù)檢測水位的要求進(jìn)行升降調(diào)節(jié)，它實際上是一個導(dǎo)電性的檢測電路。當(dāng)水位低于檢知電極時，兩電極間呈絕緣狀態(tài)，檢測電路沒有電流流過，傳感器輸出電壓為0。假如水位上升到與兩檢知電極端都接觸時，由于水有一定的導(dǎo)電性，因此測量電路中有電流流過，指示電路中的顯示儀表就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時在限流電阻兩端有電壓輸出。人們通過儀表或輸出電壓便得知水位