常见物位检测仪表PPT

刘玉长物位检测仪表物位，料位、液位和分界面的统称。通过对物位的测量，不但可确定容器内贮料的数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算，亦可保证生产过程在安全和合理状态下顺利进行。由于被测物料的性质千差万别，物位测量方法很多，本章主要介绍工厂中常用的物位检测仪表的原理与应用。刘玉长物位检测仪表差压式液位计电容式物位计辐射物位检测超声波液位计刘玉长一差压式液位计测量原理：利用容器内液位变化时，由液柱高度产生的静压也相应变化的原理工作的，用差压计测得的差压与液位高度成正比，常用来测量敞口容器和密封容器的液位。使用注意事项：习惯上应使变送器输出信号与液位相对应(如液位范围0-H，则差变输出的Imin正好对应0液位，而Imax对应H)，使用时可能需对差压变送器进行零点迁移。刘玉长一、敞口容器的液位检测如图所示，差压变送器两端差压ΔP为：ΔP=(h+h1+h2)ρg=hρg+Z0(Z00)显然可由差压信号得到液位。但为使变送器输出信号(这里是4-20mA)正好对应液位(0-H)，要进行零点正迁移()。刘玉长为什么要进行零点迁移的实例说明设前页图中H=0.5m，h1+h2=0.2m，则根据H选DDZ-III差变量程为0～4.905kPa(0.5×9.81)，而Z0=1.962kPa。若不迁移，则当h=H时，ΔP=6.867kPa，I0＞20mA，已超出差变正常使用范围。需采取措施解决此问题：方法一：另选大量程差压变送器【缺点：会降低测量精度】。方法二：进行零点迁移。将变送器的零点正向迁移到Z0=1.962kPa的位置，迁移后，上、下限变为1.962kPa和6.867kPa，但量程不变，仍为4.905kPa，输出仍是4~20mADC。显然进行零点迁移方法为最佳方案。刘玉长特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。分为零点正迁移（Z00）、零点负迁移（Z00）两种类型。其实质是改变上下限，而不改变量程的大小。不同的变送器，实现零点迁移方法不一样。如机械式差压变送器，通过调零弹簧实现；而现在智能型差压变送器，可通过外部手持终端直接输入数字即可实现。刘玉长a无迁移b负迁移c正迁移刘玉长二、密闭容器的液位检测测量密闭容器中的液泣，差压变压器的正压室仍与容器的下部取压点相连，低压室则与容器的密闭空间相连通。(a)差压变送器的安装；(b)零点负迁移示意图刘玉长三、特殊介质液体液位测量某些特殊液体，如腐蚀性、含固体颗粒、易结晶、易沉淀或粘度大等液体的液位测量，不能采用普通差压变送器而只能采用法兰式差压变送器【因为容易造成堵塞或差变损坏】。法兰测头是一不锈钢膜盒，膜盒内充以硅油，用毛细管引到差压变送器的测量室。法兰式差变测量液位1-平法兰接头，2-毛细管，3-差变，4-插入法兰接头刘玉长二电容式物位计一、检测原理圆筒形电容器的电容量C为：C=2πεL/ln(D/d)=kL可见当将电容传感器插入被测介质中，电极浸入介质中的深度随物位高低而变化，电极间介质的升降，必然改变两极板间的电容量，从而可以测出物位。圆筒形电容器1-内电极；2-外电极刘玉长二、电容物位传感器(一)导电液体电容传感器水、酸、碱、盐及各种水溶液等导电液体电容液位传感器一般用直径为d的不锈钢或紫铜棒做电极，外套聚四氟乙烯塑料绝缘管或涂以搪瓷绝缘，如图。电容传感器插在直径为D0容器内的液体中，通过检测传感器电容变化量即可知液位的高低。导电液体液位测量1-内电极；2-绝缘套管；3-容器刘玉长由图可知当液位由零变化到H时，电容传感器的电容变化量CX为式中ε为绝缘套管或陶瓷涂层的介电系数；ε0’为绝缘套管和空气共同组成电容的等效介电系数；S为传感器灵敏度系数。0000002π()2π2πln(/)ln(/)ln(/)2π()ln(/)2πln(/)XHLHLHCCCDdDdDdHDdHSHDd刘玉长(二)非导体液体电容传感器非导电液体，不要求电极表面绝缘，可以用裸电极作内电极，外套以开有液体流通孔的金属外电极，通过绝缘环装配成电容传感器。1-内电极；2-外电极；3-绝缘环000000002πln(/)2π2π()ln(/)ln(/)2π(1)ln(/)pHXHpLCDdHLHCDdDdCCCHDdSH刘玉长(三)粉粒状物料电容传感器在测量粉粒状非导电介质如矿石、合金、石灰、干燥水泥、粮食等的料位，是长期困扰的难题，至今还没有一个准确可靠的测量方法。电容式料位计原理(a)金属料仓；(b)水泥料仓1-内电极;2-金属容器壁电极;3-钢丝绳内电极;4-钢筋;5-绝缘体刘玉长三、射频导纳电容物位计射频导纳电容物位计是上世纪90年代发展起来的，是电容物位计的换代产品，它是由检测与变送两部分组成，检测部分由探头作为电容器的一极，容器壁(或辅助电极)构成电容传感器。它的电路和传感器独特，克服了一般电容传感器单纯测量电容所引起的误差。几乎可测量生产过程中所有介质的物位或液位，不受温度、湿度、流体粘度与密度变化的影响。刘玉长三辐射物位检测一、检测原理核辐射强度随穿透物质厚度H而变的规律为I=I0e-μH(朗伯-比尔定律)式中I、I0—射线透过介质后与射入介质前的强度；μ—介质对射线的吸收系数。当放射源强度、被测介质一定时，则介质厚度H与射线强度I的关系为:H=(lnI0-lnI)/μ上式表明，测出透过介质后的射线强度，便可求出被测介质的厚度H。刘玉长放射性物位计原理框图放射性物位计主要由放射源、接收器和显示仪表组成：刘玉长二、物位检测方法放射性物位计检测物位的方法，一般为有定点检测和自动跟踪等方式。根据被测对象的实际需要，放射源可有多种安装方式，以适应不同的物位检测和控制的要求。(一)定点放射源检测法点状放射源与接收器固定在设备的一定位置上。1-放射源2-接收器刘玉长(二)跟踪检测法跟踪式放射性物位计既保持了定点检测方式的优点，又可实现连续测量，并且量程可以很宽，但仪表的结构较复杂。跟踪式放射性物位计原理图1-放射源，2-接收器，3-导轨，4-放大器，5-执行器，6，7-自整角机发送接收器，8-显示仪表，9-远传指示仪表刘玉长放射性物位计的特点优点：(1)检测元件(放射源)不与被测介质直接接触；(2)放射源的辐射不受介质温度、压力等的影响；(3)适用性广【高压、高温、低温等容器中的高粘度、强腐蚀性、易燃、易爆等介质的物位、介质分界面、散料、块料的料位以及特殊环境下的物位厚度测量】。不足：是射线对人体有危害，使用时必须采取严格的防护措施。刘玉长四超声波液位计超声波液位计是利用回声测距原理工作的，与前述雷达物位计有许多相似之处。根据超声波传播介质的不同，超声波液位计分为液介式、气介式和固介式三种。(a)液介式(b)气介式(c)固介式1-换能器；2-容器；3-金属波导棒刘玉长超声波物位计特点超声波物位计是不接触测量法，避免了被测介质的种种干扰和影响，适用于有毒、腐蚀性强、粘度高等介质的液位测量或报警。超声物位计的缺点是声速受介质的温度和压力的影响，介质的翻腾、气泡和浪涌也会使声波乱反射而产生测量误差，使其应用受到限制。刘玉长结束谢谢!