《检测仪表与传感器-物位.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《检测仪表与传感器-物位.ppt（15页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第四节 物位检测及仪表,概述 差压式物位仪表 电容式物位仪表 辐射式物位仪表浮力式物位仪表,一、概 述,几个概念：,在容器中液体介质的高低叫液位；容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位；测量液位的仪表叫液位计，测量料位的仪表叫料位计；测量两种密度不同的液体介质分界面的仪表叫界面计。,物位检测的作用：,计量(V/M)、控制(H)、报警、物料平衡等。,一、概述,检测方法分类,直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。浮力式物位仪表：利用浮子高度随液位高度而变化的原理工作。电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容式物
2、位表。核辐射物位仪表：利用射线透过物料时其强度随物质层的厚度变化的原理。声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗等的变化测知物位。光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作。,二、差压式液位计,基本工作原理：,把测量液位高度转化为测量压差,零点迁移：,液位的零值和满量程能与变送器输出的上、下限值相对应,无迁移,负迁移,迁移量：,正迁移,H=0 P0 I0min4mAH=HmaxPgH I0max20mA,H=0 P-2g(h2-h1)I0min4mAH=Hmax PgH-2g(h2-h1)I0max20mA,例,当压差：05000Pa时；变送器输出：4mA 20mA。曲线a,已知某压差
3、变压器测量范围05000Pa。,4,当有固定压差（h2-h1）2g=2000时；则H=0,p=-（h2-h1）2g=-2000Pa 4mA H=max时，p=H 1g-（h2-h1）2g=3000Pa 20mA。曲线b变送器输出4mA 20mA，负方向迁移2000Pa,则H=0,p=（h2-h1）2g=2000Pa 4mA H=max时，p=H 1g+（h2-h1）2g=7000Pa 20mA。曲线b变送器输出4mA 20mA，正方向迁移2000Pa,例,已知1=1200kg/m3,2=950kg/m3,h1=1m，h2=5m,液位变化范围02.5米。,解,Hmax1g=2.5*1200*9.
4、8=29400Pa变送器量程可选为：50kPa当H=0时，-2g（h2-h1）=-4*950*9.8=-37.24 kPa变送器需要进行负迁移，迁移量为-37.24 kPa,结论：差压式液位变送器的安装与前面的差压变送器的安装是完全相同的。测量腐蚀性、有颗粒、粘度大等液位时，应使用在导压管人口处加隔离 膜盒的法兰式差压变送器（压力信号的远传装置）。,求：变送器的量程和迁移量。,三、电容式物位计,基本工作原理,当两极板之间填充介电常数为1的介质时，两极板间的电容量为：,当D和d一定时，C与L和1的乘积成比例。这样，将电容传感器插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随物位高低变化，必然引起其电容量的
5、变化，从而可检测物位。,1中间介质的介电常数,液位检测,当液位为零时，其零点电容为：,当电容器的几何尺寸和保持不变时，电容变化量与H成正比。,1空气的介电常数2被测介质的介电常数D，d分为外电极内径和内电极外径。,当液位上升为H时，电容量为：,料位检测,当金属电极棒插入容器来测量料位时，它的电容量变化与料位的关系：,特点和要求:,电容式物位计可以用于液位的测量，也可以用于料位的测量，但要求介质的介电常数保持稳定。,0空气的介电常数 物料的介电常数D，d分为容器内径和电极外径。,三、电容式物位计,工作电源：AC220V10%或 DC24V显示方式：41线光柱显示测量精度：1%FS 响应延时：23
6、秒工作环境温度：-4045介质压力：压力型3MPa报警输出方式：两组继电器常开、常闭触点，对应高、低两点报警输出，分别可选物位的 90%、80%、70%和 30%、20%、10%，出厂时置于80%和20%处。变送输出：420mA变送信号,三、电容式物位计,四、核辐射式物位计,基本工作原 理,核辐射线()穿过一定厚度的被测介质时，射线的投射强度将随介质厚度的增加而呈指数规律衰减的原理来测量物位的。,I0-进入物料之间的射线强度；-物料的吸收系数；H-物料的厚度；I-穿过介质后的射线强度。,核辐射式物位计属于非接触式物位测量仪表。适用于高温、高压、强腐蚀、剧毒等条件苛刻的场合。核射线还能直接穿透钢
7、板等介质，可用于高温熔融金属的液位测量。使用时几乎不受温度、压力、电磁场的影响。由于射线对人体有害，射线的剂量应严加控制，加强安全防护措施。,特点要求,五、超声波物位计,基本工作原 理,超声波是机械波的一种，即是机械振动在介质中的一种传播过程。超声波在液体、固体中衰减很小，碰到杂质或界面就会有显著的反射，超声波测量物位就是利用了它的这一特征。,在超声波检测技术中，电能转换超声波发射出去，再接收回来变换成电信号，完成这项功能的装置就叫超声波换能器，也称探头。由传播原理可知，若介质压力、温度、密度等条件一定，则超声波在该介质中传播速度是一个常数。因此，当测出超声波由发射到遇到液面反射被接收所需要的时间，则可换算出超声波通过的路程，即得到了液位的数据。,
