马宾《过程控制与自动化仪表》第2章-过程参数检测与变送

第2章过程参数检测与变送,第一节参数检测与概述第二节温度检测与变送第三节压力检测与变送第四节流量检测与变送第五节物位检测与变送第六节成分检测与变送,重点：测量方法、测量仪表概念、测量误差、仪表性能、测量仪表原理,在生产过程中，为了使生产顺利而安全进行，必须对其工艺过程的主要参数进行控制检测。因此，就要采用正确的测量方法，选择合适的仪表。,一、参数检测与变送概述,1、测量过程通过专门的技术工具，用实验和计算的方法，把被测量与其测量单位进行比较，求出二者比值，得出被测量的量值。为了达到测知被测量的目的，一般要通过比较，示差平衡，读数这样的测量过程。,一、参数检测与变送概述,2、测量方法,3、检测仪表,能确定被测变量大小的仪表，可以是传感器、变送器或自身兼有敏感器和显示装置的仪表。,4、检测误差,（3）相对误差（或标称相对误差）,1）检测误差的描述检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值之间的差值，它反映了仪表的检测精度,（1）真值即被测物理量的真实（或客观）取值。在当前现行的检测体系中，是将“认定设备”的检测结果作为真值。,（2）绝对误差仪表的实测值与“真值”之差记为,绝对误差不能说明检测精度,（4）引用误差记为,（5）基本误差使用标准:220V5、（502）Hz、（205）、655,通常，各国（或国际组织）将其法定计量机构的专用设备作为认定设备，它的检测精度在这个国家（或国际组织）内被认为是最高的。显而易见，用这种方法确定的“真值”称为“约定真值”。,（6）附加误差（温度附加、频率附加、电源电压附加）,2.1参数检测与变送概述,检测的重要意义,2.1.1检测仪表,1.传感器国标GB7665-87规定：“能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。,2.变送器将输出信号变成统一标准信号。,统一标准信号即各仪表之间的通信协议：010mA、02V、0.020.1MPa;420mA、15V数字信号。,组成框图（图21）,2.1.2检测误差,（3）相对误差（或标称相对误差）,1.检测误差的描述检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值之间的差值，它反映了仪表的检测精度,（1）真值即被测物理量的真实（或客观）取值。在当前现行的检测体系中，是将“认定设备”的检测结果作为真值。,（2）绝对误差仪表的实测值与“真值”之差记为,绝对误差不能很好地说明检测质量的好坏，如。,（4）引用误差记为,（5）基本误差指仪表在国家标准条件下使用时出现的误差国家使用标准:220V5、（502）Hz、（205）、湿度655,通常，各国（或国际组织）将其法定计量机构的专用设备作为认定设备，它的检测精度在这个国家（或国际组织）内被认为是最高的。显而易见，用这种方法确定的“真值”称为“约定真值”。,（6）附加误差使用条件偏离国家标准时出现的误差（温度附加、频率附加、电源电压附加）,2.检测误差的规律性,（1）系统误差同一条件下对同一被测参数进行多次重复测量时，按一定规律出现的误差。如元件不可靠、测量方法不当等引起的误差,克服系统误差的办法：负反馈结构？,（2）随机误差或统计误差：统计计算、滤波消除,（3）粗大误差（疏忽误差）：剔除,2.1.3检测仪表的基本特性,1.仪表的固有特性及性能指标,（1）精确度及其等级,1）不能用绝对误差或相对误差表示?前者不能体现对不同量程的合理要求，后者容易引起任何仪表都无法相信的误解。,2）用最大引用误差度量？（量程、最大绝对误差）,度量办法：去掉最大引用误差中的“”和“”来表示：0.001、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5。,（2）非线性误差,计算：,（3）变差：正、反行程测量时的最大差值与量程之比的百分数,计算：,（4）灵敏度与分辨力S计算,分辨力又称灵敏限：仪表输出能响应和分辨的最小输入变化量，数字显示仪表变化一个二进制最低有效位时输入的最小变化量,（5）漂移:时漂与温漂,（6）动态误差，是指被测参数在干扰作用下处于变动状态时仪表的输出值与参数实际值之间的差异。引起该误差的原因是由于仪表内部的惯性以及能量形式转换或物质的传递需要时间所造成的。,2.检测仪表的工作特性,指能适应参数测量和系统运行需要而具有的输入/输出特性,（1）理想工作特性：,（2）零点调整与迁移,零点指被测参数的下限值xmin；,使输入下限值为零的过程称为零点调整，否则为零点迁移。,实例某测温仪表的量程为0500，输出信号为420mA，现欲测量2001000应如何调整？,2.1.4变送器的构成原理,1.模拟式变送器的构成（图29）,1）原理说明：。,2)输入/输出关系,理想线性特性,先调量程后调零,2.数字式变送器的构成原理（基于CPU的硬件电路、系统程序和功能模块的软件）,（1）数字式变送器的硬件构成（图210）,工作过程。,（2）软件构成,系统程序：硬件管理，其基本功能为模/数转换、数据通讯、自检；功能模块：组态功能。,2.1.5变送器的信号传输方式,1.四线制和二线制方式（图211）,二线制满足的条件：,2.HART（HighwayAddressableRemoteTransducer)协议传输方式,图2-12模拟信号和基于频移键控（FSK)的叠加,传输速率为1.2kbps,相位连续，均值为0，不影响模拟信号。,2.2温度的检测与变送,2.2.1温度检测方法,一、接触式测温,1、热电阻及其测温原理,基于热阻效应，,常用测温元件,1)金属热电阻的测温,计算：,常用热电阻,分度号是用来反映温度传感器在测量温度范围内温度变化对应传感器电压或者阻值变化的标准数列，即热电阻、热电偶、电阻、电势对应的温度值。,工业常用热电阻的分度表,附表A附表A-1铂热电阻（分度号Pt100）分度表（，）,附表A-2铜热电阻（分度号Cu50)分度表（R0=50.000.004280）,2)半导体热敏电阻的测温,计算：,温度系数：温度变化1时电阻值的相对变化量。,计算：,负温度系数：NTC型；正温度系数：PTC型；临界：CRT型,热敏电阻的温度特性（图213）,NTC型常用于测量较宽范围内连续变化的温度，尤其是测量低温时，其灵敏度更高；PTC型在某个温度段内其阻值随温度上升而急剧上升;CTR型在某个温度段内其阻值随温度上升而急剧下降，因此，它们一般只能作为位式（开关式）温度检测元件使用。,优点：温度系数大；缺点：互换性差，非线性严重，测温范围低：50300。适用于家电和汽车的测温。,（2）热电阻的接线方式,a),用于测量精度不高的场合,b)电桥平衡，与导线电阻无关,C）用于高精度的温度测量，如用内阻很高的电子电位差计测量,a)两线制；b)三线制；c)四线制,2.热电偶及其测温原理（500）,（1）热电偶的测温原理：热电效应（图215）,接触电势，温差电势。,K波尔兹曼常数e电子电荷量nAnB导体A、B的自由电子密度是t的函数t接触处的绝对温度,2.热电偶及其测温原理（500）,三点结论：1）电极材料相同，总电势为零；2）冷、热端温度相同，总电势为零；3）电极材料不同，温度不相同，热电势不同。,（2）热电势的检测与第三导体定律,当,，,有,第三导体定律：只要第三导体两接点温度相同，回路中热电势不变。,（3）冷端延伸与等值替换原理,为什么要延伸？补偿导线的作用？,等值替换原理,等值替换的条件：,热电回路的总热电势：,因而有,依据,则有,结论：将满足的补偿导线代替热电偶使冷端延伸，不会改变热电偶的热电势,补偿导线的连接示意图,（4）标准热电偶及其补偿导线,标准热电偶：热电势与温度的关系、允许误差、型号（分度号）按国际标准（IEC)统一规定。,表23我国部分标准化热电偶及其补偿导线,（5）热电偶的冷端温度校正,为什么要校正？,1）查表法：,例题1用一分度号为K的镍铬镍硅热电偶及毫伏刻度的显示仪表测量炉温，在自由端温度为to30oC时，测得的热电势为E(t，to)39.17mV，问炉温是多少度?,977oC?,（表B-3）,2)电桥补偿法：利用电桥某桥臂电阻因环境温度变化产生的附加电压补偿热电偶冷端温度变化引起的热电势的变化,工作原理。,示例：铂铑铂铑热偶，0100：平均热电动势为6v/，桥臂电流为0.5mA,0.004/。全补偿的条件为：,经计算：,加保护套管：可延长使用寿命；但使惯性滞后（1.54min).不加为毫秒级,接触式测温优点：精度高、小范围线性度与稳定性好测温范围宽（5002000；缺点：高于2000时，不能长期使用，对运动物体的测温，不能使用,例题分析：,1、室温20，采用K型热电偶测量某物体温度。与其相配的显示仪表无冷端补偿功能。测量电路如图所示，当仪表指示为100时，求被测物体的温度T。（已知：E（20,0）=0.798mV;E（80,0）=3.266mV;E（100,0）=4.095mV;E（120,0）=4.919mV）。119？,2、室温20，采用K型热电偶测量某物体温度。与其相配的显示仪表具有冷端补偿功能。测量电路如上图所示，当仪表指示为100时，此时用万用表测量热电偶的实测热电势为多少？（已知：E（20,0）=0.798mV;E（80,0）=3.266mV;E（100,0）=4.095mV;E（120,0）=4.919mV）。3.297？,4.095+0.798=4.893mV4.919-4.508=0.411mV4.893-4.508=0.385mV0.385/0.411=0.93671100.936710119,2.2.2典型模拟式温度变送器,一.DDZ-型温度变送器,1.DDZ-型温度变送器的构成及特点(图221）,说明:1)输入回路可实现热电偶冷端补偿、热电阻三线制引入、零点调整与迁移、量程调整；2）反馈回路可实现非线性校正；,特点：1）集成运放：可使仪表的精确性、可靠性、稳定性及技术指标符合国标；2）通用模块与专用模块相结合，使用灵活。方便；3）反馈线性化保证输入/输出关系的线性化；4）统一集中供电，二线制接线方式；5）采用安全火花防爆措施,2.量程单元的构成及工作原理,（1）直流毫伏量程单元（图222）,功能说明：限流、滤波、零迁、反馈、量程调整,输入/输出关系(推导过程略）：,其中,参见式（224）,（2）热电偶量程单元（图223，见下页）,与直流毫伏量程单元的区别：1)需进行冷端温度校正：,2)反馈线性化（图224）,分段线性化的工作原理：,当,有,当,有,当,有,；,；,；,当,。,说明：1）第四段的斜率是在保持第三段反馈强度不变时改变输出电压的降压系数实现的；2）调节分压电阻的电阻值即可获得需要的击穿电压，即获得折线的转折点；3）折线的斜率可通过改变各反馈电阻的阻值实现；4）改变转折点和斜率可改变整个折线的形状。,(3)热电阻量程单元（图226）,与热电偶量程单元的区别：1）用三线制代替了冷端温度补偿；2）对铂电阻需进行非线性校正，而铜电阻则无需校正？3）采用正反馈方法进行校正。,3.放大单元的构成及工作原理（图227）,构成：直交直变换电路；集成运放；功放电路；输出电路；反馈电路。,各部功能：。,2.2.3智能式变送器,一.特点与结构,（1）通用性强。,（2）使用灵活。,（3）多种补偿校正功能。,（4）具有控制功能。,（5）具有通信功能。,（6）具有自诊断功能,1.特点,2.结构,（1）硬件：微处理器、输入/输出电路、人/机界面,（2）软件：系统程序和用户程序,二.实例（TT302),1.TT302概述。,2.硬件构成：（图228）输入模版、主板、显示器,（1）输入模版：多路转换器、信号调理电路、A/D转换和隔离；功能。,（2）主板：微处理器系统、通信控制器、信号整形、本机调整、和电源；功能。,（3）显示器：液晶式微功耗数字显示四位半/五位字母,3.软件构成：系统程序、功能模块,第三节压力的检测与变送,一、压力的概念及其检测,1、压力的概念,垂直作用于单位面积上的力,压力(压强)P=F/A标准单位:PaKPaMPa工程单位：巴、mmH2O、mmHg、标准大气压、公斤力（Kgf）,2、压力的表示方法,大气压:大气自重产生的压力差压(P)：指两个压力之间的相对差值；表压:以大气压作为它的基准绝压:以绝对真空作为基准真空度:低于大气压的压力,3、测压仪表分类及其原理,1)液柱式P=gh2)弹性式：弹簧管膜片膜盒波纹管3)电气式：利用传感器将压力转换成电量(R.V.I.C)的仪表4)活塞式：压力发生装置（校验仪器),U型管液柱式,二、弹性式压力计,1、弹性元件弹性式压力计通过测量弹性元件受压后所产生弹性变形(即位移)来测量压力。常用弹性元件：弹簧管、波纹管、膜片、膜盒,弹簧管,膜盒,拉杆、扇形齿轮与中心齿轮：作用：传递、两级放大（调整螺钉位置,可调量程）游丝：克服齿轮间间隙,减少变差。指针及表盘：指示,2)工作原理:压力弹簧管拉杆扇形齿轮中心齿轮指示,2、弹簧管压力计,1)组成(结构)弹簧管：中空扁平，椭圆形截面，一端固定，一端为自由端,弧度为270度，采用铜、合金铜、钢等材料制成。作用：感受压力信号，并转换为位移信号。,三、压力传感器与变送器,传感器:能将非电量被测参数按确定函数关系转换成电量的设备/器件。压阻式、应变式、电容式、电感式、振弦式等。,1、传感器与变送器,压力测量：就地指示式：弹簧管压力表远传信号表：传感器、变送器,变送器：由传感器+变换+输出电路组成，实现将被测参数成比例转换成标准统一信号，并能有限距离远传的功能。输出信号：实现准确、快速传输，减少衰减、抗干扰能力强，采用可调恒流源信号（420mA）量程可调：把同一参数不同测量范围转换为成比例的统一信号。输出信号相同。,气动压力（差压）变送器：杠杆、喷嘴-挡板、气动放大器、反馈机构,电动压力（差压）变送器：P(P)M、XC.L.R.V420mA双杠杆差压变送器通过双杠杆将差压转换为位移，位移通过差动变压器等机构转换成电流420mA输出。电容式差压变送器将差压转化为电容板位移变化，电容量变化，利用电容电流转换电路、放大电路转换成420mA输出。压阻式压力变送器将压力转化为传感器电阻，利用测量桥路转化成电压，进而转换成420mA输出。智能差压变送器利用微处理器实现各种参数的测量、温度及零点补偿、非线性校正、自动调零、调量程、自诊断等功能。,2、变送器分类,原理：负反馈原理组成：转换部分：将被测参数转化为某一中间模拟量Zi反馈部分：将输出信号Y转换成反馈信号Zf放大部分：把=Zi-Zf放大，转换成标准输出信号Y,结论：仪表特性与输入部分、反馈部分有关；若Kf，K1是常数，变送器输出输入将是良好的线性关系。,3、构成原理,Zi=K1xZf=Kfy=Zi-Zfy=K2,P1,Fi,O1,F1,F2,F3,Ff,I0,RL,主杠杆,测量膜片,轴封膜片,推板,矢量板,连杆,副杠杆,检测片,差动变压器,反馈线圈,放大器,调零弹簧,永久磁钢,量程调整螺丝,矢量板,O2,DDZ-型力矩平衡差压变送器,F2,F3,F1,P2,4、电动压力（差压）变送器,（2）工作原理,测量膜片,主杠杆,矢量板,推板,连杆,P,测量力,偏转,偏转,移动,副杠杆平衡，放大器输出0与P成比例,顺时针,F1,F2,向上,副杠杆,逆时针,铁芯,差动变压器,电压,放大器,0,反馈线圈,Ff,副杠杆,当Mf=M2,顺时针,偏转,电容式压力（差压）变送器：差动电容式敏感元件组成：中心感压膜片：可动电极正负压侧弧形电极：固定电极隔离膜片：感压基座硅油：传递压力电极引线：引出信号感压膜片与正负压侧弧形电极形成电容Ci1、Ci2，无差压输入时Ci1Ci2150170pF,5、电容式压力（差压）变送器,6、变送器输出值的计算变送器的统一信号：气动变送器输出统一信号为：0.020.1MPa电动差压变送器输出统一信号为：420mA输出值计算通用式:,例：一台DDZ-差压变送器，测量范围2.510MPa，当所测压力为5MPa，输出是多少?解：o=(5-2.5)/(10-2.5)*(20-4)+4=9.33mA,1、压力表选用1)型号：根据测量介质、使用环境等因素选择2)量程：压力平稳：P量=P测*1.5；波动范围大P量=P测*2.01/3*仪表量程测量值2/3*仪表量程量程靠级:01.0,1.6,2.5,4,6,1010nMPa(其中n为自然整数，可为正、负值)。3)精度：根据测量的误差要求计算引用误差，靠高精度等级,四、压力仪表选用、安装与校验,例：测量范围为一比较稳定的值0.8MPa，要求误差不大于0.02MPa,求压力表的量程、精度。,2、安装,测管道静压应避开压力扰动处，保证引压管内为单相流体。,开孔：压力稳定处，即不要有阀，弯头等阻力件,方位：液体在管道下方45度区域取压；气体在管道上方,注意：测高粘度、腐蚀性、易结晶介质时应加隔离罐，灌隔离液。,测量有腐蚀性介质,测量蒸汽,压力表位于生产设备之下,第四节流量的检测与变送,一、流量的概念及其检测方法,流量是物料平衡和控制的主要手段。1、瞬时流量:单位时间内流过某一截面的流体数量2、累积流量:一段时间内流体某一截面的流体数量3、体积流量:流体数量以体积为单位表示的流量qv=V*S(t,p影响)4、质量流量:流体数量以质量为单位表示的流量qm=qv*,5、流量单位:体积流量（立方米/小时m3/h、升/秒L/s）质量流量（吨/小时t/h、千克/秒Kg/s）,6、流量仪表分类:速度式：(V*S)差压式、靶式、转子式、电磁式、涡轮式、涡街式、超声波式、激光测速容积式：(qv=n*v0)罗茨、椭圆齿轮、刮板质量式：直接测量(热式,补偿式,振动式)、间接测量,二、典型流量检测仪表,利用标准容积连续计量流体体积,与流体密度无关,且无需进行转换，精确度高,常用作计量用表。容积式流量计类型：椭圆齿轮、罗茨(腰轮)、刮板、双转子、螺杆式等。,固定体积,转数,与流量计结构有关的系数,1、容积式流量计,腰轮流量计,容积式优点：计量精度高，最高可达0.05%，较高精度0.1%0.2%，较低精度为1.0%1.5%，管道安装要求条件低，可用于高黏度液体的测量，测量范围宽，直读式流量计无需外部能源即可直接获得累计总量，操作简单。容积式缺点：结构复杂，体积较大，不适用于高、低温场所，只适用于洁净的单相流体，容易产生噪声及振动。使用场合：适用于洁净的单相流体、前后压差不宜过大、流体粘度不宜过低等介质（泄漏量是误差的主要原因）。,2、速度式流量计,I、差压式流量计,差压式流量计是基于流体流动的节流原理,利用节流装置前后压差与流量的关系来测流量。,流体在管内流动时具有动压能和静压能,两种能量在一定条件下互相转化,但总和不变。节流装置是在管道中能使流体产生局部收缩的节流元件和取压装置的总称。节流元件：改变管道中流体流通面积的元件。,差压式流量计组成:节流装置(节流体,前后取压管)作用:将VP三阀组及引压管:引压差压计(差压变送器):P信号输出,孔板,喷嘴,文丘里管,截面：流速V1、静压P1；管壁处动压能(部分)转化为静压能,静压力上升到P1,P1大于流束中心的压力,因此流束收缩,根据流动连续性方程,流束中心流速增大,而静压力逐渐减小(能量守恒),由于惯性作用,流束的最小收缩面积处位于截面，此时V2最大,P2最小；,管道中放置一孔板作为节流元件时,管道中的流体情况如下:,然后流体逐渐恢复到充满全管,压力恢复到P3,流速为V3(V3=V1)，摩擦导致压力损失P3P1。节流结果：孔板前后的压差P=P1-P2。,伯努利方程：,流体连续性方程：,推得,式中为收缩系数,进而推得:,分别为流量系数和膨胀系数。,简化后得：,、涡街流量计当管道中的流体遇到横置的、满足一定条件的柱状障碍物时，会产生有规律的周期性漩涡序列，其漩涡序列平行排成两行，如同街道两旁的路灯，俗称“涡街”。,周期稳定，有,当,进而有,对圆柱、三角柱、方柱：,转子流量计又称浮子流量计，是变面积式流量计的一种，由一个锥形管和一个置于锥形管内可以上下自由移动的转子(也称浮子)构成。当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，这样在转子上、下游之间产生压力差，转子在压力差的作用下上升，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。,、转子流量计,、质量流量计,质量流量测量不受压力、温度、粘度、密度等因素的影响，具有明显的优越性。质量流量测量方法：一是间接测量（推导式），通过测量体积流量和密度值或同时测得压力、温度值、通过运算得出质量流量;二是直接测量，直接测得质量流量，而与其他因素无关，测量方法：1、差压式：两孔板、四孔板方式2、角动量式：双涡轮式3、麦纳斯效应4、科里奥利力法：CoriolisMsssFlowmeter,3、其他类型流量计,科里奥利力：处于匀角速度转动参照系中的做直线运动的物体，除了要附加惯性离心力的作用外，还要附加另外一种惯性力的作用才能维持这种运动状态，这种力就是科里奥利力，简称科氏力。,如一圆盘以w转动，有一物体由旋转中心沿圆盘半径以速度V相对于圆盘作匀速直线运动，则物体除了受惯性离心力外，还受到科氏力的作用。,测量原理：,科氏力fc=2mwv（m物体质量，v在参照系中的运动速度），科氏力由角速度和流动速度的矢量运算决定作用方向。科氏质量流量计一般采用U形管作为流量计的传感器。,U形管两侧受到大小相等方向相反的作用力，将产生绕R-R轴的扭曲运动：,受力分析：,流量公式：,、电磁流量计,电磁感应定律:导体在磁场中作切割磁力线运动时,导体两端会产生感应电势。导电流体在磁场中垂直于磁力线方向流过时,它的两极之间有感应电动势产生。E=CBDV，则V=E/CBD，Q=V*ANote：只适用于导电的液体介质,对介质有导电率下限要求，介质中不允许含有太多气泡，另外，应注意远离电磁干扰源。,电磁流量计流量传感器转换器,特点：流量计管内无阻力件,压损小,可以测量含有颗粒及悬浮物的流体；测量范围宽，测量反应速度快，可用于测量脉动流体。,、涡轮流量计,利用置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速呈比例的关系，通过测量叶轮的转速来反映体积流量的大小。叶轮式流量计有切线式和轴流式两种类型，主要由涡轮流量计、风速计、水表等品种。,涡轮流量计属轴流式。,、弯管流量计,流体在弯管中流动时管壁受到流体流动的离心力作用，弯管内外侧管壁受到的作用力不同,在弯头内外侧开孔,利用差压变送器,测出差压。,特点:阻力小,对介质没有特殊要求,可用于含砂介质测量,精度较低,单独标定满足0.5%-1%精度。,、靶式流量计（速度式）,差压式流量计对于高粘度介质的测量不理想(引压管线易堵)，可以用靶式流量计，靶式流量计可直接装于管道中。,靶式流量计利用动压原理测量流量，通过测量流体对管道中靶片的作用力来测量。,流体在管道中流动时，根据能量守恒定律：,常数,测出这个动压力或者作用在阻力体上的作用力，测得流速。,动压式流量计种类：靶式、挡板、动压管流量计、皮托管等。,为动压力。,第四节物位的检测与变送,一、物位检测的概念与主要方法,物位-指容器中的液体介质的液位、固体的料位或颗粒物的料位和两种不同液体介质分界面的总称液位-气液交界面界面-两种不同液体间的接触面料位-固体的容积高度。,物位计类型：1、直读式液位计连通器原理，玻璃管，玻璃板，磁翻板等2、浮力式：恒浮力式（浮球、浮标）、变浮力式3、差压式物位计4、电容式、核辐射式、超声波式、雷达式、射频导纳式等,二、浮力式液位计,I、恒浮力式恒浮力式是指维持浮力不变，浮标一直漂浮在液面上,浮标随着液面的高低变化,浮标位置的变化通过传递机构传出容器外,可进行指示或其它转换。恒浮力式液位计有:自动跟踪式液位计、浮球式液位计、磁翻转式液位计和浮子钢带式液位计等。,问：误差主要在哪？如何解决？,侧装式浮球液位计：空心金属球由连杆连至容器外,转动点在容器壁上,连杆另一端有平衡重锤来维持平衡,液位变化带动连杆转动，转动的角度转化为刻度指示,转动通过一定机构转换成电(气)信号远传。,特点：适用于温度、粘度较高而压力不太高的密闭容器内的液体介质的液位测量。,、变浮力式浸没于液体中的物体随浸没程度的变化而使之所受浮力发生变化，检测出浮力变化则可知液位高度，属于这种液位计的有浮筒式液位计。当沉筒不浸没于液体时，弹簧被压缩至最短位量。当沉筒开始浸于液体，弹簧受力F=W-F浮变小，弹簧向上移，带动差动变压器中铁芯的移动，变压器输出电压经整理放大，转化为统一信号输出。浮筒式液位计只能用于测量轻、净介质。,三、差压式液位计,I、工作原理P=gh测量压力（差压）可以实现液位测量,差压测敞口容器压力：,P测压仪表指示值H液位的高度液体的密度g重力加速度,差压测密闭容器压力：,PA、PB分别是液面上部气体压力和液面以下H深度的压力。,敞口罐,密闭罐DryLeg,、迁移（大范围零点调整）,敞口容器的迁移：最低物位检测器安装位置密闭容器的迁移：不凝气可凝气(加隔离装置),、法兰式差压液位计（测腐蚀性、粘度大、易凝等介质）,四、电容式液位计,采用圆筒形电容器原理进行工作。圆筒形电容器电容：,利用电容与介电常数、电极长度的关系，采取合适的传感器形式，可以进行物位测量。考虑用于导电介质与不导电介质的电容式物位传感器的区别。,五、核辐射式液位计,射线强度按指数规律衰减，其关系为：I=I0e-H式中介质对射线吸收系数；H介质层厚度；I穿过介质后的射线强度。,六、超声波物位计,设超声探头至物位的垂直距离为H，由发射接收所经历时间为t，超声波在介质中传播速度为V，则,超声波液位计按传声介质不同，可分为气介式、液介式和固介式三种；,测界面。,2.6成分的检测与变