羅物位檢測及儀表

物位檢測儀表

3第四節(jié)物位檢測及儀表如：合成氨銅洗塔

測量物位的儀表叫做物位計。按其工作原理不同可分為直讀式物位儀表浮力式物位儀表靜壓式物位儀表電磁式物位儀表核輻射式物位儀表聲波式物位儀表光學式物位儀表直讀式物位計主要是玻璃液位計，玻璃液位計是按照連通器液柱靜壓平衡的原理工作的，按結果可以分為玻璃管式和玻璃板式兩種。一、直讀式物位儀表二、浮力式物位儀表浮力式物位計利用漂浮在液面上的浮子（也稱浮標）或浸沉于液體中的浮筒（也稱沉筒）所受的浮力隨液位而變化來進行液位測量的。分為浮子式液位計、翻版式液位計和浮筒式液位計。浮球式液位計浮筒液位計浮球式水位控制器（內(nèi)浮式）調整箱組件浮筒浮球連桿非導磁管下限水銀開關磁鋼上限水銀開關翻版式液位計的翻版由極薄的導磁金屬制成，兩面涂以顯著不同的顏色。當磁性浮子隨液面升降時，帶動翻版繞小軸翻轉。兩種顏色的分界點即為液位。翻版式液位計翻板式液位計工作原理動畫演示浮筒式液位計的檢測元件是浸沒于液體中的浮筒（或沉筒）。浮筒所受浮力隨液位發(fā)生變化。此浮力變化再以力或位移變化的形式，帶動電動或氣動元件發(fā)出信號給顯示儀表以顯示液位，也可以實現(xiàn)液位的報警和調節(jié)。

3．浮筒式液位計將一質量為m的浮筒懸掛在彈簧上，彈簧的下端被固定，當測量桶內(nèi)無水時，浮筒的重力與彈簧力達到平衡時，有：當測量筒內(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。三、差壓式物液位變送器靜壓法測量原理h若液位的高度為h，則液體底部的壓力為：1、開口容器的液位測量2、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:導壓管、法蘭式。003、法蘭式壓力變送器測量液位

用于粘度大、有沉淀、易結晶、易凝固或具有腐蝕性的介質，為防止導壓管堵塞或腐蝕儀表，采用法蘭式壓力變送器。什么是零點遷移1．無遷移：2．有遷移形成原因：加隔離罐或采用法蘭式測壓差。正壓室：負壓室：差壓：無遷移負遷移H=0時，△P=0，變送器的輸出I=4mA；H=Hmax時，△P=△Pmax,變送器的輸出I=20mA.H=0時，△P<0，變送器的輸出I<4mA；H=Hmax時，△P<△Pmax,變送器的輸出I<20mA.例如：已知求量程和遷移量？液位高度變化形成的差壓值為所以可選擇差壓變送器量程為40kPa當H=0時，所以負遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點調為-37.240kPa。正遷移量為3．正遷移：變送器位置低于液面基準面。

舉例1.某貯罐內(nèi)的壓力變化范圍為12~15MPa，要求遠傳顯示，試選擇一臺DDZ-Ⅱ型壓力變送器(包括準確度等級和量程)。如果壓力由12MPa變化到15MPa，問這時壓力變送器的輸出變化了多少?如果附加遷移機構,問是否可以提高儀表的準確度和靈敏度?遷移為7MPa。（如果已知某廠生產(chǎn)的DDZ-Ⅱ型壓力變送器的規(guī)格有：0～10，18，25，60，100（MPa）精度等級均為0.5級。輸出信號范圍為0～10mA）。

29由已知條件，最高壓力為15MPa，若貯罐內(nèi)的壓力是比較平穩(wěn)的，取壓力變送器的測量上限為若選擇測量范圍為0～25MPa、準確度等級為0.5級,這時允許的最大絕對誤差為

由于變送器的測量范圍為0～25MPa，輸出信號范圍為0～10mA,故壓力為12MPa時,輸出電流信號為

31壓力為15MPa時，輸出電流信號為

這就是說,當貯罐內(nèi)的壓力由12MPa變化到15MPa時,變送器的輸出電流只變化了1.2mA。在用差壓變送器來測量液位時，由于在液位H=0時,差壓變送器的輸入差壓信號Δp并不一定等于0，故要考慮零點的遷移。實際上遷移問題不僅在液位測量中遇到，在其他參數(shù)的測量中也可能遇到。加上遷移機構，可以改變測量的起始點，提高儀表的靈敏度(只不過這時儀表量程也要作相應改變)。32由本例題可知，如果確定正遷移量為7MPa，則變送器的量程規(guī)格可選為18MPa。那么此時變送器的實際測量范圍為7～25MPa，即輸入壓力為7MPa時，輸出電流為0mA；輸入壓力為25MPa時，輸出電流為10mA。這時如果輸入壓力為12MPa，則輸出電流為輸入壓力為15MPa時,輸出電流為

34由此可知，當輸入壓力由12MPa變化到15MPa時，輸出電流變化了1.67mA，比不帶遷移機構的變送器靈敏度提高了。變送器的準確度等級仍為0.5級，此時儀表的最大允許絕對誤差為(25-7)×0.5%=0.09MPa，所以，由于加了遷移機構，使儀表的測量誤差減少了。35法蘭式差壓變送器測液位36例2.用一臺雙法蘭式差壓變送器測量某容器的液位,如圖4-15所示。已知被測液位的變化范圍為0~3m,被測介質密度ρ=900kg/m3,毛細管內(nèi)工作介質密度ρ0=950kg/m3。變送器的安裝尺寸為h1=1m,h2=4m。求變送器的測量范圍,并判斷零點遷移方向,計算遷移量,當法蘭式差壓變送器的安裝位置升高或降低時,問對測量有何影響?解：當不考慮遷移量時,變送器的測量范圍應根據(jù)液位的最大變化范圍來計算。液位為3m時,其壓差為37上述計算結果Δpmax為26.487kPa,經(jīng)過圓整后,測量范圍可選0～30kPa。根據(jù)圖示,當液位高度為H時,差壓變送器正壓室所受的壓力p1為負壓室所受的壓力p2為38因此，差壓變送器所受的壓差為由上式可知,該差壓變送器應進行負遷移,其遷移量為h2ρ0g。當差壓變送器安裝的高度改變時,只要兩個取壓法蘭間的尺寸h2不變,其遷移量是不變的。39五、電氣式物位計

dDLDdLH1、電容式基本工作原理

dDL當極板之間一部分介質被介電常數(shù)為ε2的另一種介質填充時，可推導出電容變化量

DdLH1—金屬電極棒；2—容器壁圖3-45料位檢測料位的檢測

用電容法可以測量固體塊狀顆粒體及粉料的料位。由于固體間磨損較大，容易“滯留”，可用電極棒及容器壁組成電容器的兩極來測量非導電固體料位。電容量變化與料位升降的關系為181-電阻棒；2-絕緣套；3-測量電橋2、電阻式液位計（電極式液位計）該傳感器的材料、結構與尺寸確定后，K1、K2均為常數(shù)，電阻大小與液位高度成正比。電阻的測量可用圖中的電橋電路完成。

3、電阻式料位計電極接觸式料位計

1-絕緣套；2、3、4=電極

5-信號器；6-金屬容器壁六、核輻射式物位儀表八、光學式物位計激光物位計

激光式液位檢測儀由激光發(fā)射器、接收器及測量控制電路組成。工作方式有反射式和遮斷式，在液位測量中兩種方式都可使用，但一般只用作定點檢測控制，不易進行連續(xù)測量。

反射式激光液位檢測原理圖1-激光發(fā)射器；2-上液位接收器；3-下液位接收器九、重錘探測式料位計 重錘連在與電