050421I-物位传感器的选用重点

1、职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库课程教案课程名称：传感器与智能仪表编制人：张加云邮箱：7987155电话制时间：2014.04编制单位：日照职业技术学院传感器与智能仪表课程教案课题项目四 物位传感器及其仪表的安装与调试 单元二物位传感器的选用课时数1授课班级授课时间授课地点授课形式多媒体讲授其他资源教学PPT视频、动画教学目标知识目标(1) 各种物位测量的方法；(2) 常见物位计性能。技能目标(1) 掌握按测量方式选用物位检测仪表(连续、定点)；(2) 掌握按工作原理选用物位检测仪表(直读式、差压 式、浮力式、机械式、电气式)(3)

2、熟悉按工程应用习惯选用物位检测仪表(接触式、 非接触式)。素养目标(1) 、勇于创新，积极进取，(2) 、团结协作，分析问题解决问题教学重点常用物位计性能及测量方法；(2)理解物位检测仪表选用规定。教学难点各类物位检测仪表的选用原则。参考教材传感器与智能仪表校本教材日照职业技术学院自动检测与测控仪表实训教程李駪 北京师范大学出版社传感器应用技术汤晓华 上海交通大学出版社教学策略讲授法、小组讨论法。表格中增加每种物位传感器的选用规定环节 (用时)内容活动手段与资源教师学生1、明确任务/ 知识准备(15min )简述物位传感器的选用，物位测量 时，先要根据不同的测量对象，选择适当的测量点、测量方向

3、和测量仪器。测量物位时，先要根据不同的测量 对象，选择适当的测量点、 测量方向和 测量仪器。料位测量1. 物料自然堆积时，有堆积倾斜角，因此料面是不平的，难以确定料位 高度。2. 物料进出时，又存在着滞留区教师多媒体讲授小组讨论案例讲解、动 画、视频资源(由于容器结构而使不易流动的死角 处，叫做滞留区)，影响到物位最低位 置的测准。3.储仓或料斗中，物料内部可能存 在大的孔隙，或粉料之中存在小的间 隙，前者影响对物料储量的计算，而后 者则在振动或压力、湿度变化时物位也 随之变化。液位测量1. 液面是一个规则的表面，但当 物料流进、流出时，会有波浪，或者在 生产过程中出现沸腾或起泡沫的现象。2.

4、 大型容器中常会出现液体各处 温度、密度和粘度等物理量不均匀的现 象。3. 容器中常会有咼温、咼压，或液 体粘度很大，或含有大量杂质、悬浮物 等。界位的测量1.界位不明显，浑浊段存在也影 响测量。2、项目引导(5min )复习回归常见物位传感器的工作原理， 采用表格的形式，进行对比。逐条分析 物位传感器选用的规定。提出：(1) 电厂锅炉汽包水位采用何种传感 器测量？(2) 炼铁厂高炉原料仓料位采用何种 物位计测量更加准确？教师提问学生讨论、分 析问题、解决 问题案例讲解3、操作训练(10min )制作物位传感器性能特点简表图，总结 传感器的工作原理、性能特点、位移量 程、被测物体、分辨率、精度

5、、灵敏度 以及其他特殊要求。教师小组指导动手制作物位 传感器选用简 图动画、视频资 源4、知识深化(10min )通过电厂锅炉汽包水位测量、炼铁厂高 炉原料仓料位测量等物位检测的案例 学习，理解一、超声波传感器选型要点范围和尺寸被检测的物体的尺寸大小会影 响超声波传感器的最大有效范围，传感器必须探测到一定级别的声波才能被激励输出信号，一个较大的物体可以将 大部分声波反射给传感器，所以传感器 可以在它的最大限度内对此物体进行 感应，而一个小物体只能反射很少的声 波，这样就明显地减小了感应的范围。被测物能运用超声波传感器进行检测 的最理想的物体应该是大型、平坦、高密度的物体，垂直放置面对着传 感器

6、感应面。最难检测的是那些面积非 常小，或者是可以吸收声波的材料制作 的，比如泡沫塑料，或者是角面对着传 感器的。一些比较困难被检测的物体可 以先对物体的背景表面进行示教，再对放在传感器和背景之间的物体作出反 应。用于液体测量时需要要液体的 表面垂直面对超声波传感器，如果液体 的表面非常不平整，那么传感器的响应 时间要调的更长一些，它会将这些变化 做个平均，可以比较固定的读取。在 Retrosonic模式下使用超声波传感器使 得探测不规则物体也成为可能，在 Retrosonic模式下，超声波传感器可以 先探测一个平整的背景，如一面墙，当任何物体通过传感器和墙之间的时候， 就会阻碍声波，传感器感应

7、到了中断， 便会意识到出现了物体。振动无论是传感器本身还是周围机 械的振动，都会影响距离测量的精确 度。这时可以考虑采取一些减震措施， 例如：用橡胶的抗震设备给传感器做一 个底座，可以减少振动，用固定杆也可 以消除或者最大程度的减少振动。衰减当周围环境温度缓慢变化的时 候，有温度补偿的超声波传感器可以做 出调整，但是如果温度变化过快，传感器将无法做出调整。二、电容式物位传感器选型电容式物位传感器的选用主要 考虑以下几个方面：PPT讲授多媒体PPT案例讲解分析超声波传感 器的选型要点学生总结超声 波传感器的选 型要点分析电容式物位 传感器的选型要 点八、总结电容式物 位传感器的选 型要点(1)测

8、量导电液体的电容物位传感器，容器(规则)和液体作为电容器的一 个电极，插入的金属电极作为另一电 极，绝缘套管作为中间介质，三者组成圆筒形电容器。当容器为非导电体时， 需另加一个接地极，其下端浸至被测容 器底部，上端与安装法兰有可靠的导电 连接，以使二电极中有一个与大地及仪 表地线相连，保证仪表正常测量。(2) 测量非导电液体的电容物位传感器，当用于较稀的非导电液体(如轻油等)时，可采用一金属电极，外部同轴套上一金属管，相互绝缘固定，以被测 介质为中间绝缘物质构成同轴套筒形 电容器。(3) 当测量粉状非导电固体料位和粘滞性非导电液体液位时， 可采用金属电 极直接插入圆筒型容器的中央，将仪表地线与

9、容器相连，以容器作为外电极，料或液体作为绝缘介质构成圆筒型电 容器。所以应根据现场实际情况，即被测 介质的性质(导电特性、粘滞性)、容器 类型(规则/非规则金属罐、规则/非规则 非金属罐)，选择合适的电容物位传感 器。三、激光式物位传感器选用适用于以下条件：(1)测量光束发散角小、方向性好。 量程大、测距远、盲点最少。(3) 不受介质温度影响。不受温度变 化影响。(4) 测量速度快，适合变化快的液位 及料位测量。(5) 操作简单，可编程测量。(6) 测量精确、高精度适合高要求项 目。(7) 分辨率高出一般仪表十倍。(8) 波束角小，适合长距离定位，避 免障碍物。(9) 光束能够穿透玻璃窗和通明介 质。激光物位传感器的选用的不利 条件：易受测试波段光源干扰、价位高分析激光式物位 传感器的选型要 点八、总结激光式物 位传感器的选 型要点多媒体PPT案例讲解多媒体PPT 案例讲解出信号的波形与数控机床系统不匹配 的情况，不